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VI edición del Master en Gestión Sostenible y Tecnologías del Agua

Trabajo Fin de Master: Prácticas de empresa en EDAR MBR Arenales del Sol

Autor: Francisco David Ripoll López Tutor: Nuria Boluda Botella Alicante, septiembre de 2012

Francisco David Ripoll López

Prácticas de empresa en EDAR MBR Arenales del Sol

Índice

1. Resumen ............................................................................................................................. 1 2. Introducción ......................................................................................................................... 2

2.1 Evolución histórica e implantación a nivel mundial....................................................... 2 3. La empresa ......................................................................................................................... 5 4. Objeto y alcance del trabajo ................................................................................................ 6 5. Descripción de las instalaciones ......................................................................................... 6

5.1 Colectores de entrada a la planta ................................................................................ 7 5.2 Obra de llegada de agua bruta ..................................................................................... 8 5.3 Cámara de descarga y canales de desbaste ............................................................. 10 5.4 Desarenadores-desengrasadores .............................................................................. 12 5.5 Tamices Rotativos ...................................................................................................... 14 5.6 Edificio pretratamiento ................................................................................................ 15 5.7 Gestión de caudales ................................................................................................... 16 5.8 Depósito laminación ................................................................................................... 17 5.9 Reactor biológico........................................................................................................ 19 5.10 Biomembranas ........................................................................................................... 22 5.11 Sistemas de dosificación y almacenamiento de sulfato de alúmina ........................... 26 5.12 Sistemas de dosificación y almacenamiento de hipoclorito sódico ............................ 27 5.13 Edificio de permeado de membranas ......................................................................... 28 5.14 Desinfección mediante rayos U.V. ............................................................................. 30 5.15 Edificio de agua tratada y servicios ............................................................................ 31 5.16 Puntos de vertido ....................................................................................................... 32 5.17 Recirculación de fangos ............................................................................................. 32 5.18 Bombeo de fangos en exceso .................................................................................... 33 5.19 Bombeo de flotantes .................................................................................................. 34 5.20 Bombeo de sobrenadantes y vaciados ...................................................................... 35 5.21 Espesamiento de fangos ............................................................................................ 36 5.22 Deshidratación de fangos ........................................................................................... 37 5.23 Edificio de espesamiento y deshidratación ................................................................ 40 5.24 Sistema de eliminación de olores ............................................................................... 41 5.25 Edificio de soplantes .................................................................................................. 42 5.26 Sistema de supervisión y control ................................................................................ 43 5.27 Elementos auxiliares del edificio pretratamiento y espesamiento-deshidratación de fangos ............................................................................................................................. 44 5.28 Edificio de control ....................................................................................................... 46 5.29 Instalaciones eléctricas .............................................................................................. 46

6. Descripción de las tareas realizadas ................................................................................. 49 6.1 Aprendizaje los procesos de la planta ........................................................................ 49 6.2 Control de los procesos en planta. ............................................................................. 50 6.3 Implantación ISO 9001 ............................................................................................... 52 6.4 Estudio optimización MBR ......................................................................................... 52

7. Implantación ISO 9001 ...................................................................................................... 52 7.1 Certificación sistema de gestión de calidad ............................................................... 53 7.2 Estrategia a seguir para la implantación del sistema ISO 9001 ................................. 56

8. Estudio del funcionamiento de la planta ............................................................................ 59 8.1 Línea B-4 Superior ..................................................................................................... 63 8.2 Línea B-4 Inferior........................................................................................................ 64



8.3 Línea B-2 Superior ..................................................................................................... 66 8.4 Línea B-2 Inferior........................................................................................................ 67 8.5 Línea B-1 Superior ..................................................................................................... 69 8.6 Línea B-1 Inferior........................................................................................................ 70

9. Resultados y discusión del estudio ................................................................................... 72 9.1 Línea B-4 Superior ..................................................................................................... 73 9.2 Línea B-4 Inferior........................................................................................................ 74 9.3 Línea B-2 Superior ..................................................................................................... 75 9.4 Línea B-2 Inferior........................................................................................................ 76 9.5 Línea B-1 Superior ..................................................................................................... 77 9.6 Línea B-1 Inferior........................................................................................................ 78 9.7 Determinación del flujo crítico .................................................................................... 78 9.8 Estudio de costes de tratamiento actuales y con mejora de flujo crítico .................... 78 9.9 Efecto de la concentración de MLSS en la transferencia de oxígeno en el reactor ... 80

10. Conclusiones ..................................................................................................................... 81 10.1 Efecto de la concentración de MLSS ......................................................................... 81 10.2 Efecto de las limpiezas químicas ............................................................................... 81 10.3 Flujo crítico ................................................................................................................. 82

11. Recomendaciones............................................................................................................. 82 12. Bibliografía ........................................................................................................................ 82



Dña. Nuria Boluda Botella, profesora del Departamento de Ingeniería Química, certifica que el presente Trabajo Fin de Máster titulado “Prácticas de empresa en EDAR MBR Arenales del Sol” ha sido realizado en la Empresa Mixta Aigües i Sanejament d'Elx bajo mi supervisión, por D. Francisco David Ripoll López, y que reúne las condiciones de calidad y rigor científico para que pueda ser presentado y defendido ante la Comisión correspondiente.

En Alicante, a 19 de septiembre de 2012



Glosario de términos

ETHERNET: Estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por contienda CSMA/CD. CSMA/CD, es una técnica usada en redes Ethernet para mejorar sus prestaciones. Define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (Acceso múltiple con escucha de portadora y Detección de Colisiones). Es un protocolo de acceso al medio compartido. Su uso está especialmente extendido en redes Ethernet donde es empleado para mejorar sus prestaciones. En CSMA/CD, los dispositivos de red escuchan el medio antes de transmitir, es decir, es necesario determinar si el canal y sus recursos se encuentran disponibles para realizar una transmisión. Además, mejora el rendimiento de CSMA finalizando el envío cuando se ha detectado una colisión.

Modelo OSI: Open System Interconnection (Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos). Es el modelo de red descriptivo creado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) en el año 1984. Es decir, es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones.

PLC: Programmable Logic Controller (Control Lógico Programmable). Dispositivo electrónico usado en automatización industrial. Diseñado para programar y controlar procesos secuenciales en tiempo real. Por lo general, es posible encontrar este tipo de equipos en ambientes industriales. Sirven para realizar automatismos; son dispositivos electrónicos que reproducen programas informáticos, que permiten controlar procesos. Estos equipos pueden contar tanto con salidas como entradas del tipo Analógico y/o Digital. Su costo tiende a ser moderado para sus grandes aplicaciones y suplantan completamente a la lógica cableada. Dejando de esta manera solo elementos de potencia.

CCM: Centro de Control de Motores. Es la unión de varias unidades agrupadas para proteger un determinado grupo de motores. Permite lograr a través de su cableado interior el automatismo para realizar un determinado proceso, la ventaja que ofrece este sistema es que permite tanto la supervisión como la operación con un mínimo costo. Las unidades de protección y corte de circuito pueden ser: interruptores termomagnéticos o fusibles para protección de motores. Este tipo de equipos, es conocido como fijo por contar con 2 compartimientos provisto de doble fondo, en donde una sección se encuentran alojados los equipos de control de arrancadores, relés térmicos y pulsadores, en la otra sección se encuentra un chasis con un sistema de barras de cobre el cual depende de la cantidad de arrancadores a servir.

Profibus: Es un estándar de bus de campo abierto independiente del fabricante, es de origen alemán. Sigue un estándar europeo según la norma EN 50 170, a partir de la norma alemana DIN 19 245. Se emplea para interconexión de dispositivos de campo de entrada/salida simples con PLCs y PCs. Posee un amplio rango de aplicaciones en automatización de fabricación, procesos y construcción

Bus de campo: Es un sistema de transmisión de información (datos) que simplifica enormemente la instalación y operación de máquinas y equipamientos industriales utilizados en procesos de producción. El objetivo de un bus de campo es sustituir las conexiones punto

http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel_f%C3%ADsico

http://es.wikipedia.org/wiki/Trama_de_red

http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel_de_enlace_de_datos

http://es.wikipedia.org/wiki/Acceso_al_medio

http://es.wikipedia.org/wiki/CSMA

http://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n_Internacional_para_la_Estandarizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Organizaci%C3%B3n_Internacional_para_la_Estandarizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Automatizaci%C3%B3n_industrial

http://es.wikipedia.org/wiki/Aparato_electr%C3%B3nico

http://es.wikipedia.org/wiki/Programas_inform%C3%A1ticos



a punto entre los elementos de campo y el equipo de control a través del tradicional bucle de corriente de 4-20 mA. Típicamente son redes digitales, bidireccionales, multipunto, montadas sobre un bus serie, que conectan dispositivos de campo como PLCs/PACs, transductores, actuadores y sensores. Cada dispositivo de campo incorpora cierta capacidad de proceso, que lo convierte en un dispositivo inteligente. Cada uno de estos elementos es capaz de ejecutar funciones simples de diagnóstico, control o mantenimiento, así como de comunicarse bidireccionalmente a través del bus.


Prácticas de empresa en EDAR MBR Arenales del Sol 1

1. Resumen

Para la realización de este Proyecto Fin de Máster se ha realizado un convenio de prácticas a través del Gabinete de Empleo de la Universidad de Alicante (GIPE) con la Empresa Mixta Aigües i Sanejament d'Elx. Estas prácticas han tenido una duración de dos meses y medio, desde mayo de 2012 hasta mediados de junio de 2012.

Las prácticas tuvieron lugar en la EDAR Arenales del Sol de Elche, cuya concesión recae sobre la empresa mixta. La planta es propiedad de la Entidad Publica de Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana. Es una EDAR de nueva construcción que se construyó como remodelación de la anterior planta. Se encuentra completamente operativa desde septiembre de 2011, aunque el biorreactor de membranas (MBR) lleva operativo desde febrero de ese mismo año.

Durante las prácticas realizadas en la EDAR se realizaron las siguientes labores:

Control de los procesos en planta. Implantación de la ISO 9001 Estudio de optimización de la unidad MBR.

De las tres labores principales realizadas cobra mayor peso en el presente trabajo la investigación para la optimización del sistema MBR. Para ello se recopilaron los datos que habían disponibles en el sistema SCADA sobre presión transmembránica, concentración de solidos en suspensión en el licor mezcla y el histórico de limpiezas químicas de las membranas.

Con los datos recopilados hubo una ardua tarea de normalizar dichos archivos y ordenarlos para poder realizar el presente estudio, el cual se ha realizado de uno de los semireactores para no ampliar innecesariamente el estudio puesto que los resultados obtenidos son completamente extrapolables para el otro semireactor.

A partir del estudio realizado ha sido posible obtener unas conclusiones y una serie de recomendaciones para su explotación, las cuales han sido puestas en conocimiento de la dirección de la planta para ser desarrolladas.

Además, también cobra un gran peso en las labores realizadas la implantación del sistema de calidad ISO 9001, para el cual hubo que elaborar la práctica totalidad de la documentación de dicho sistema de la planta, para ser catalogado el proceso de depuración en dicha planta con el sello de calidad de la empresa. Los documentos elaborados fueron:

Planes. Instrucciones de trabajo. Procedimientos. Listas. Esquemas.

Todas las labores fueron finalizadas con éxito y quedan recogidas en el presente trabajo.



2. Introducción

En la actual coyuntura de gran presión sobre las masas de agua, escasez de recursos y alta sensibilización medio ambiental, unida a la elevada exigencia normativa en tratamiento de aguas y protección de masas de agua a través de la Directiva Marco del Agua y otras Directivas asociadas, la reutilización adquiere cada vez una mayor importancia.

La reutilización de aguas es al mismo tiempo una necesidad pues pone a disposición un mayor volumen de recursos, y al mismo tiempo una obligación, pues cumple una misión de protección de las aguas y permite preservar el uso de aguas de mejor calidad para usos más exigentes a través de utilizar aguas regeneradas para usos no tan exigentes.

Dentro de la reutilización de aguas, las tecnologías de membranas son unas herramientas cada vez más utilizadas y con un futuro muy prometedor.

Los biorreactores de membranas permiten al mismo tiempo depurar el agua residual y regenerarla para que esta sea apta para la gran mayoría de los usos permitidos dentro de la legislación vigente.

La evolución de esta tecnología se produce día a día por lo que es necesario adquirir o actualizar los conocimientos relativos a estos procesos de depuración‐regeneración de aguas residuales.

2.1 Evolución histórica e implantación a nivel mundial.

A pesar de que la tecnología MBR se presenta como una novedosa forma de depuración de las aguas, la investigación y la comercialización de los birreactores de membrana comenzó hace unos 40 años cuando se empezó a considerar la combinación de membranas con un proceso biológico como un sistema óptimo para el tratamiento de las aguas residuales.

El tratamiento de aguas residuales es una necesidad importante debido a la relación del agua residual con la aparición de enfermedades feco-hídricas. El avance en la ciencia y la investigación en múltiples campos del conocimiento precipitó la idea de la necesidad de tratar el agua, tanto en sus vertientes de potabilización como en depuración de aguas residuales.

Los fangos activos se descubrieron sobre 1882, en experimentaciones relativas a la aireación de aguas residuales, pero el espaldarazo definitivo no se dio hasta 1912 en que el Doctor Gilbert Fowler visitó EEUU y observó experimentos de aireación con algas verdes, y decidió trasladarlos al Reino Unido, en donde convenció a sus colegas Edward Ardern y William Lockett para aplicar esos experimentos a la aireación de aguas residuales en sistemas cubiertos de papel para evitar el crecimiento de algas. Observaron que se producía una nitrificación total, y que si aumentaban la cantidad de sólidos biológicos, ahora llamados fangos activos, podían llegar a tener una oxidación total del influente (Ardern and Lockett 1914, Coombs 1992, IWPC, 1987). En 1916 y tras algunos estudios a escala piloto, se construyó la primera planta real, en Worcester (Coombs, 1992; IWPC, 1987). Desde entonces el proceso básico sigue siendo el mismo, sufriendo una evolución sin grandes saltos, extendiéndose a todos los países, sobre todo después de la 2ª Guerra Mundial (Cooper, 2001), consolidándose como la técnica de depuración más empleada y extendida.



En este sistema la depuración se realiza mediante la combinación de procesos biológicos y físicos, en los que las bacterias presentes en el agua consumen la materia orgánica disuelta para obtener energía y formar nueva biomasa que posteriormente será del líquido mediante procesos físicos de separación sólido/líquido, aplicando la sedimentación en sistemas convencionales.

El término biorreactor de membrana sumergida (MBR) es la combinación de un proceso de fangos activados y una separación física por membrana. El concepto es técnicamente similar a un tratamiento biológico convencional haciendo pasar el líquido a través de una membrana (Van der Roest et al, 2002) para la separación del fango.

Los primeros estudios de la utilización de membranas combinadas con un sistema de fangos activos están descritos en la bibliografía a finales de la década de los “60”, en las que se desarrollaron algunos experimentos a escala piloto utilizando membranas de ultrafiltración (Smith et al, 1969; Hardt et al, 1970). Mientras tanto, se desarrollaba la primera aplicación comercial de los biorreactores de membrana por Dorr-Oliver (Bemberis el al, 1971), para tratar las aguas residuales de barcos (Bailey et al, 1971). Este sistema, denominado “Membrane Sewage Treatment” (MST), estaba formado por una membrana plana de ultrafiltración en serie, que trabajaba, en comparación con las actuales, a altas presiones (3,5 bar) y bajos flujos (17 L/m2h).

Este hecho marcó el punto de salida de la utilización de membranas en el tratamiento de aguas residuales, ya que el sistema comenzó a comercializarse en Japón bajo licencia de Sanki Engineering, con cierto éxito a principios de la década de los “90”, construyendo plantas destinadas a aplicaciones sanitarias e industriales, con cerca de 39 instalaciones construidas en Japón en el año 1993 (Aya, 1994).

A finales de la década de los “80” y principios de los “90”, otras importantes aplicaciones comerciales de los MBR estaban tomando forma, entre las que podemos destacar el sistema Cycle-Let, el ZenoGem, o el sistema FS Pleiade. El primero, comercializado en EEUU por la compañía Thetford Systems, mantenía la conformación de membranas en serie para reutilización de agua residual, siendo estas de tipo tubular. El segundo fue desarrollado por la empresa Zenon Environmental, creada en 1980, y consistía en una membrana sumergida, basada en los estudios de Yamamoto (1989) que utilizaba membranas de ultrafiltración de fibra hueca, patentándose a principios de los años “90” (Tonelli and Canning, 1993; Tonelli and Behmann, 1996).

Paralelamente en el tiempo, el gobierno japonés promovía, mediante el programa “Renacimiento del Agua” (Kimura, 1991), el desarrollo de un sistema de membrana plana sumergida de microfiltración, por la compañía Kubota. (Churchouse and Wildgoose, 1999). Tras varios ensayos a nivel de planta piloto (1990, 1992), se lanzaron al mercado, contando a finales de 1996 con aproximadamente 60 plantas instaladas en Japón.

La compañía Zenon evolucionó sus productos y presentó su primer módulo de ultrafiltración sumergida, en 1993, el denominado ZW145, al que siguieron ZW 130 y 150, a la vez que los modelos ZW500, que aparecieron en 1997, cuya evolución fueron los ZW500 b, c, y d, en 1999, 2001 y 2003 respectivamente, evoluciones que buscaban incrementar la eficiencia global del proceso. A su vez, en una carrera por los mercados, Kubota también evolucionaba sus sistemas para mejorar la eficiencia, presentando su sistema de doble panel en 2003.



Estos dos sistemas continúan actualmente dominando el mercado de los MBR, si bien Kubota tiene un mayor número de plantas instaladas a nivel mundial, debido a que domina el mercado de las pequeñas plantas, mientras que Zenon (adquirida por General Electric en 2006), con menos número de plantas instaladas, triplica la cantidad de agua tratada, ya que domina el mercado de las grandes plantas (Stephenson et al. 2000; Yang et al, 2006; Judd, 2011).

El mercado actual de MBR está en continuo crecimiento desde la consolidación de este sistema de depuración de aguas en el mercado de los tratamientos de aguas residuales. Según Kraume y Drews (2010) los MBR generaron, en el año 2008, 296 millones de dólares y se espera que para el año 2013 alcance un valor de 488 millones, presentando tasas anuales de crecimiento de entre 10,5%-12,7% (Kraume and Drews, 2010; BCC, 2008; Srinivasan, 2007), si bien estas previsiones se hicieron antes de la crisis económica mundial de estos años, la cual puede causar estancamiento en el mercado (Bonnélye, 2008). Otras previsiones son mucho más generosas, como la expuesta por Global Industry Análisis (GIA, 2009) en las que prevén que para el año 2015 el mercado global de MBR ronde los 1.300 millones de dólares. Estas tasas son significativamente más altas que en otras tecnologías avanzadas de tratamiento de aguas, como filtros biológicos aireados y reactor discontinuo secuenciales, e incluso más rápido que otras tecnologías de membranas (Judd, 2007). El ajuste del coste de esta tecnología, que es el principal problema que presenta, debido al abaratamiento de las membranas y a la mejora en el conocimiento de explotación de las plantas, unido a una cada vez mayor exigencia legislativa sobre la calidad del agua tratada, augura un futuro de crecimiento continuado para los MBR y una cada vez mayor implantación de la tecnología para el tratamiento de aguas tanto urbanas como industriales.

Brepols et al. (2009) indicaron que en el estudio del ciclo de vida de un MBR, tratando agua residual urbana, se tornaban competitivos si se tendía a igualar la calidad de efluentes producidos por sistemas convencionales y biorreactores de membrana, lo que la convierte en una alternativa más a la hora de tratar el agua, sobre todo en casos de vertido en zonas sensibles o si se busca la posibilidad de reutilizar el agua tratada en algunos de los destinos propuestos en disposiciones normativas.

En la actualidad hay plantas de MBR en alrededor de 200 países en el mundo (Icon, 2008) si bien el crecimiento es desigual, dependiendo en gran medida de las infraestructuras presentes en el país y del grado de desarrollo económico que presenta.

La cantidad mundial actual de plantas de MBR sumergidas no es clara, no se conoce con seguridad la cantidad total de plantas que todos los productores tienen instaladas, pero según estimaciones realizadas sobre el trabajo de Simon Judd (Judd, 2011) se puede aproximar que para finales del año 2009 había en torno a 7.600 plantas instaladas en todo el mundo, siendo un mercado dominado principalmente por tres marcas comerciales, Kubota, Zenon-GE y Mitsubishi Rayon que ocupaban en torno al 85-90% de los MBR municipales instalados.

Al igual que el número de instalaciones ha presentado un crecimiento exponencial a lo largo del mundo, lo mismo podemos decir del número de fabricantes de membranas, con toda la dificultad de seguir este volátil mercado, debido a las múltiples adquisiciones de unas compañías por otras, creación de nuevas compañías y subdivisiones en las ya existentes. Al llegar al año 2000, los MBRs estaban copados por las tres grandes corporaciones antes



mencionadas, pero a finales de la década de los “90” y principios del 2000, mientras estas empezaban su despegue a nivel industrial había otras muchas tecnologías y marcas comerciales en desarrollo, de forma que en los cinco primeros años de la pasada década se produjo una explosión de fabricantes que buscaban su propio nicho en el mercado del tratamiento de aguas mediante tecnología de membranas, con la aparición de al menos diez productos nuevos de siete países distintos, pudiéndose encontrar hasta 33 productores en la década del 2000 (Judd, 2011).

3. La empresa

Aigües i Sanejament d'Elx, S.A. es una compañía de Agbar agua (49%) y el Ayuntamiento de Elche (51%). Dicha empresa contribuye al crecimiento y desarrollo de la ciudad de Elche, donde se gestiona el ciclo integral del agua desde el 2001. Son más de 100 profesionales que comparten el mismo compromiso y responsabilidad para garantizar en todo momento el suministro de agua de máxima calidad con el mínimo impacto ambiental. Un equipo interdisciplinar y cualificado, la diversidad de perfiles profesionales garantiza una gestión que se adapta a las necesidades de los clientes y de la comunidad.

El aprendizaje y la formación continua de los trabajadores es una de las prioridades de la gestión de los recursos humanos. Promueven una política de formación dirigida a actualizar y completar los conocimientos de su equipo humano para garantizar la innovación, el progreso, la creatividad y la mejora permanente.

Durante el último año, y a través de 1.140 km de red, se ha suministrado a un total de población de 222.000 habitantes, que en los meses estivales ascienden a 233.000, y distribuidos en diez núcleos de población. El consumo total de agua para este año ha sido de 15.676.203 m3.

El agua suministrada en la población de Elche procede en su mayoría de la Mancomunidad de los Canales del Taibilla, a la que el Ayuntamiento de Elche pertenece, como miembro de pleno derecho, en su calidad de Mancomunado. La Mancomunidad suministra anualmente entre el 90% y el 95% del total de agua aportada al abastecimiento.

Aigües i Sanejament d'Elx, gestiona las depuradoras del término municipal de Elche dependientes de la EPSAR:

EDAR de Algorós EDAR de Arenales del Sol EDAR de Carrizales

La EDAR de Algorós, es la primera planta de la Comunidad Valenciana en producción de energía eléctrica, consiguiendo más del 35% de energía que necesita para su funcionamiento.

Las tres depuradoras de aguas residuales consiguen depurar más de 10 hm3 que se regeneran para el riego del Camp d'Elx, riego de parques y jardines y baldeos de calles. Además, gracias a la depuradora de Arenales del Sol se ha recuperado la capa húmeda del paraje natural Clot de Galvany. Los fangos tratados de las tres depuradoras se reutilizan al 100 % para uso agrícola. Mediante un acuerdo con AENA, también se gestiona la EDAR del Aeropuerto del Altet.



4. Objeto y alcance del trabajo

El objeto de este Trabajo Fin de Máster realizado en la EDAR Arenales del Sol ha sido conocer el funcionamiento de la planta de tratamiento, aplicar los conocimientos adquiridos en el Máster y realizar tareas propias de una empresa, como la implantación de la ISO 9001 y llevar a cabo un estudio de investigación con datos obtenidos durante el novedoso proceso MBR que se encuentra implantado en la planta de tratamiento.

En este estudio se dispone de datos de TMP y MLSS obtenidos en la EDAR de Arenales del Sol para un periodo comprendido entre marzo y junio del presente año. Con dichos datos se analiza el funcionamiento del proceso MBR en el reactor biológico, se saca conclusiones con los datos obtenidos y se propone mejoras del proceso estudiado.

5. Descripción de las instalaciones

En la Figura 5.1 se diferencian los grandes bloques de procesos que se encuentran en la EDAR de Arenales del Sol. En un primer lugar el agua recibida en la EDAR es tratada por un desbaste previo, para posteriormente realizarle un desarenado-desengrasado. Una vez finalizados estos procesos existe la posibilidad de laminar el caudal en una balsa de laminación puesto que los caudales soportados por los posteriores procesos son mucho menores.

En el mismo reactor biológico se realizan los procesos biológicos y químicos junto a los de filtración, si bien en cámaras separadas. Además existe la posibilidad de realizar una desinfección UV del efluente final.

Por otro lado los procesos que componen la línea de fangos son los de espesamiento y deshidratación. Sin ser necesaria una digestión, puesto que el proceso biológico es de aireación prolongada por lo que el fango a espesar se encuentra prácticamente digerido.

Figura 5.1 Diagrama de bloques de procesos



5.1 Colectores de entrada a la planta

El aporte de agua bruta a la EDAR ARENALES EN ELCHE se realiza por medio de dos líneas de bombeos y una de gravedad:

Una línea procede de la urbanización de ARENALES y llega a la planta mediante impulsión.

Una línea se denomina Línea de ALTET (también mediante impulsión). Línea desde la población de Torrellano y polígono industrial de Torrellano por

gravedad.

La línea procedente de ARENALES, está formada a su vez por tres pozos:

Bombeo ARENALES-1. Bombeo ARENALES-2. Bombeo ARENALES-3.

Los pozos de bombeo de ARENALES, se enlazan en serie uno detrás de otro, hasta llegar a la planta.

La línea de ALTET, está formada por los siguientes pozos:

Bombeo ALTET-1A. Bombeo ALTET-1B. Bombeo ALTET-2.

Las impulsiones de los bombeos del ALTET-1A y ALTET-1B se unen en paralelo descargando en el pozo de bombeo ALTET-2. Y desde este último se bombea a planta.

Por tanto, el agua bruta llega directamente a la cámara de descarga a través de la impulsión de ARENALES-3 y la impulsión del ALTET-2 (Tabla 5.1). También llegan a la EDAR las aguas residuales procedentes de la partida de Torrellano y el polígono industrial de Torrellano por un colector HA 1000 mm, que vierte directamente por gravedad al pozo de gruesos.

Tabla 5.1 Instrumentación impulsiones de entrada a planta

TAG Equipo Ud. Rango

FE/FIT-01A (El Altet) Caudalímetro m3/h 10-400

FE/FIT-01B (Arenales 3) Caudalímetro m3/h 10-400

El control de cada uno de los bombeos periféricos se realiza mediante equipos denominados PLC/GPS. En cada uno, se dispone de la correspondiente CPU. Esta CPU realiza el control y la supervisión de pozo bombeo y transmite la información al equipo de comunicación vía GPS. Son arquitecturas que llevan integradas las tarjetas para recibir o enviar las señales de las Entradas y/o Salidas Digitales o Analógicas. Desde esta misma arquitectura, se realiza la comunicación vía GPS, hacia el sistema de control de la EDAR Arenales del Sol.



5.2 Obra de llegada de agua bruta

La obra de llegada se subdivide en dos instalaciones bien definidas:

Pozo de gruesos Bombeo a cámara de descarga

POZO DE GRUESOS

Al inicio de la planta hay un pozo de gruesos (Figura 5.2) con el fin de aumentar la retención de los sólidos procedentes del colector de Torrellano, que llega a la planta por gravedad. Tiene instalado una reja de gruesos de 80 mm de paso y para la retirada de los sólidos hay una cuchara bivalva de 300 litros de capacidad.

El nivel de agua bruta en el pozo de gruesos se controla mediante una boya de nivel y un medidor ultrasónico de nivel, descritos en la Tabla 5.2:

Tabla 5.2 Instrumentación pozo de gruesos


LS-LL/01/02/ 03/04 Boya nivel I/0

LE/LIT-01 Ultrasónico de nivel m 0,1 - 5

Figura 5.2 Pozo de gruesos y cuchara bivalva

En el pozo de gruesos se dispone de un aliviadero general, a través del cual puede realizarse el by‐pass general de la planta.



BOMBEO DE AGUA BRUTA

El pozo de gruesos comunica a través de la la reja de gruesos con el bombeo de agua bruta (Figura 5.3). Este bombeo impulsa el agua hasta la cámara de mezcla y homogenización de influentes (o cámara de descarga). Está formada por:

2 Bombas sumergibles de 500 m3/h/ud a 9,6 m.c.a. 3 Bombas sumergibles de 200 m3/h/ud a 9,2 m.c.a.

Cuatro de las bombas están dotadas de variador de frecuencia, de forma que se cubren todos los posibles escalones de caudal que se originan en cualquiera de los dos periodos (verano e invierno). La configuración de las bombas se encuentra detallada en la Tabla 5.3.

Tabla 5.3 Equipamiento bombeo entrada planta

TAG Equipo Caudal (Ud.) Altura (Ud.) Circuito

BS-01 A Bomba Sumergible 200 m3/h 7 m VF

BS-01 B Bomba Sumergible 200 m3/h 7 m AE

BS-01 C Bomba Sumergible 200 m3/h 7 m VF

BS-02 A Bomba Sumergible 500 m3/h 7 m VF

BS-02 B Bomba Sumergible 500 m3/h 7 m VF

Figura 5.3 Bombeo obra de llegada de agua bruta



5.3 Cámara de descarga y canales de desbaste

CÁMARA DE DESCARGA

En la cámara de descarga (Figura 5.4) está instalada la siguiente instrumentación:

Medida de nivel de agua: Transmisor ultrasónico de nivel. Medidas analíticas: Conductividad y medidor combinado de temperatura y pH.

Figura 5.4 Cámara de descarga

Para evitar paradas de los tamices de desbaste en caso de avería del medidor ultrasónico de nivel, en la propia cámara de descarga, se disponen de dos boyas de nivel para medida de los niveles de consigna para funcionamiento de los tamices.

Estas boyas darán dos niveles a los cuales se producirá la entrada en funcionamiento de los tamices. En todo momento se encuentra trabajando uno de los tamices, solo activándose el funcionamiento de ambos cuando se alcanza el nivel alto en la cámara de descarga. Independientemente que puedan funcionar simultáneamente los dos tamices el sistema permuta automáticamente el paro-marcha de los tamices para que trabajen el mismo número de horas por igual. Esta instrumentación queda detallada en la Tabla 5.4.



Tabla 5.4 Instrumentación cámara de descarga


LE/LIT-02 Ultrasónico de nivel m 0-2

CE/CIT-01 Conductividad. S/cm 200-15000

TE/TIT-01+ PHE/PHIT-01

Medidor combinado de temperatura y pH. ºC/pH 5-40/0-12

LS-H-02 A Boya nivel I/0

LS-H-02 B Boya nivel I/0

CANALES DE DESBASTE.

Se dispone de dos canales de desbaste de hormigón armado, equipados de compuertas motorizadas en la entrada y salida, de AISI 316 y medidas 1 x 1,45 m. Cada uno de ellos con un tamiz de finos de limpieza automática, de una luz de 3 mm, construidos en acero inoxidable AISI‐316.

Para la extracción y prensado de residuos se dispone en la instalación de un tornillo transportador‐compactador, que vierte sobre un contenedor de residuos, cubierto y con toma de desodorización.

El desbaste está diseñado con dos canales de tamices automáticos autolimpiantes de 3 mm de paso (Figura 5.5). Fabricante: DAGA.

Figura 5.5 Tamices automáticos autolimpiantes



Los tamices automáticos cuentan con un motor TA-01 de accionamiento “principal” y con un segundo motor CTA-01 de accionamiento de cepillo de limpieza.

Cuenta con una acometida de agua equipada con una válvula de solenoide, también para limpieza.

Ambos canales están aislados en la entrada por sendas compuertas de canal motorizadas: CCM-01 A/B. Aguas abajo también disponen de otras compuertas de canal motorizadas: CCM-02 A/B (Figura 5.6).

Los tamices descargan a un tornillo o cinta transportadora que conduce los residuos a un contenedor.

Figura 5.6 Compuertas automáticas de canales de desbaste

Hay un medidor de nivel LE/LIT-02 en el canal común de reparto al desbaste y dos interruptores de nivel LS.

El funcionamiento de la regulación de la apertura o aislamiento de los canales de desbaste se determina por la medida de caudal influente en total a la planta.

5.4 Desarenadores-desengrasadores

El desarenado‐desengrasado se realiza en dos desarenadores‐desengrasadores rectangulares aireados, de 3 m de anchura y 11,5 m de longitud, de hormigón (Figura 5.7). En cada uno de los canales existen compuertas motorizadas de AISI 316 de sección 0,9 x 0,9 m.



Figura 5.7 Desarenadores-desengrasadores

Las arenas son extraídas de los desarenadores mediante dos bombas (una por desarenador) de rodete desplazado y ejecución vertical, con un caudal unitario de 30 m3/h a 2,5 m.c.a.

Se dispone en la instalación de un lavador de arena con una capacidad de 60 m3/h. Además se dispone de un concentrador de grasas.

Para la aireación de los desarenadores en lugar de colocar soplantes con sus correspondientes difusores, hay seis aireadores sumergibles (tres por desarenador).Disponen de 1,5 kW de potencia unitaria con una potencia específica de agitación de 51,45 W/m3.

Existen tres procesos:

Desarenado-desengrasado Separador de arenas Separado de grasas

Desarenador-desengrasador

Hay dos líneas que se pueden aislar con sendas compuertas motorizadas CCM-03 A/B. Cada línea cuenta con tres aireadores sumergibles:

Línea A: AIR-01 A/B/C. Línea B: AIR-01 D/E/F.

En cada línea hay un puente motorizado DES-01 A/B que se traslada transportando una bomba BV-01 A/B de arenas.

Cada puente, también lleva una rasqueta de flotantes cuyo izado o calado en el agua es accionada por un motorreductor RDES-01 A/B.



Existe en cada una de las líneas una compuerta vertedero motorizada con actuador de regulación, CCM-06 A/B.

Existen dos finales de carrera en cada línea: Z1 y Z2 para inversión de sentido del puente.

Hay dos medidores de caudal sobre el vertedero (realmente mide nivel y luego se transforma mediante una fórmula a valor de caudal). FE/FIT-02A y FE/FIT-02B. Quedan detallados en la Tabla 5.5.

Tabla 5.5 Instrumentación desarenadores-desengrasadores


FE/FIT-02A Línea 1 Caudalímetro m3/h 10-1000 FE/FIT-02B Línea 2 Caudalímetro m3/h 10-1000 El caudal total es el medido por los medidores de ultrasonidos de nivel existentes en el vertedero de salida de desarenadores: FE-FIT-02 A/B. Esa medida es la que se usa para determinar qué número de canales, 1 o 2, están en funcionamiento.

Separador de arenas

En este proceso se separa la parte sólida de las arenas de la líquida. Mediante un tornillo sin fin las arenas son escurridas. El agua en exceso retirada es reconducida al pozo de gruesos. Las arenas son vertidas a un contenedor para su posterior retirada por un gestor autorizado.

Separador de grasas

Mediante un proceso de centrifugación es retirado parte del exceso de agua de las grasas. El agua en exceso es reconducida al pozo de gruesos. Las grasas son vertidas a un contenedor para su posterior retirada por un gestor autorizado.

5.5 Tamices Rotativos

El tamizado de finos está situado después de los canales de desarenado-desengrasado, en unos canales de hormigón armado.

La instalación posee dos tamices rotativos de chapa perforada de 1150 x 1200 mm, de un tamaño de paso de 2 mm, realizados en acero AISI 316 (Figura 5.8). Eliminan fibras y cualquier elemento por encima de 2 mm de diámetro. Esto permite tener una mayor seguridad en cuanto al funcionamiento de las membranas.

Cada canal de tamizado rotativo dispone a la entrada de una compuerta CCM-04 A/B de canal motorizadas todo-nada.

A la salida hay una compuerta vertedero motorizada CCM-05 A/B con actuador de regulación.



Figura 5.8 Tamices rotativos

5.6 Edificio pretratamiento

Todos estos elementos comentados anteriormente se encuentran en un único edificio de pretratamiento.

Se ubica junto a la entrada de la E.D.A.R., al lado también del edificio de espesamiento y deshidratación de fangos. En el interior del mismo se alojan:

La obra de llegada, con pozo de gruesos. Bombeo de agua bruta de Torrellano y los colectores de llegada de Arenales y El Altet. El desbaste. Desarenadores y desengrasadores. Separador de arenas y grasas Tamices rotativos.

Dicho edificio esta cimentado mediante losa de cimentación de 0,40 metros. La cimentación se ha resuelto en hormigón armado. La estructura diseñada es de tipología convencional de



hormigón armado prefabricado. Está conformada por pórticos en las dos direcciones. La cubierta es de placa alveolar con capa de compresión y vigas doble T prefabricadas de 10 m de luz. Los pilares son de 0,30 x 0,30 m de sección. Pilares, vigas y forjados son de hormigón armado.

Dentro del edificio se ha instalado un sistema de desodorización para eliminación de la producción de gases que se pueda desarrollar en el mismo.

5.7 Gestión de caudales

El caudal que puede tratar el reactor biológico es limitado en relación al caudal que tratan los propios tamices rotativos (2.000 m3/h). Como se dispone de un depósito tampón existe la posibilidad de regular los caudales de entrada al reactor biológico con el fin de conseguir una laminación en el caudal entrante a éste. Además existe la posibilidad de aliviar caudal de agua hacia el by-pass general.

La Tabla 5.6 de caudales horarios máximos que puede tratar el reactor biológico es la siguiente:

Tabla 5.6 Caudales horarios máximos que puede tratar el reactor biológico y MBR

TAG Fase Actual Fase Futura Fase Ampliación

Q medio verano (m3/h) - QMV 277,75 416,66 625

Q medio invierno (m3/h) - QMI 138,87 208,33 312,5

Q punta (m3/h) durante 6 horas - QP 500 750 1.000

El caudal total se determina por los ya mencionados medidores de nivel de ultrasonidos que traducen su medida a caudal, FE/FIT-02A y FE/FIT-02B o por el FE/FIT-04 y FE/FIT-05.

En función de ese caudal, se determina qué cantidad de caudal se deriva al reactor biológico o al depósito de laminación mediante accionamiento de la compuerta de regulación mural CMM-01 (Figura 5.9). O se alivia mediante la compuerta CMM-02 motorizada hacia by-pass general.

Mediante los siguientes caudalímetros electromagnéticos, que quedan definidos en la Tabla 5.7, se gestionan los caudales de entrada al reactor biológico y depósito laminación:

FE/FIT-03, medidor de caudal electromagnético que mide el caudal que no puede entrar a reactor biológico y es el caudal de agua que entre al depósito de laminación.

FE/FIT-04, medidor de caudal electromagnético que mide el caudal a reactor biológico. Da una señal de medida denominada QRB: caudal a tratamiento biológico.



Tabla 5.7 Instrumentación entrada depósito laminación y reactor biológico


FE/FIT-03 Caudalímetro m3/h 0-1000 FE/FIT-04 Caudalímetro m3/h 0-1000

Figura 5.9 Compuerta mural de regulación

5.8 Depósito laminación

Con el fin de aprovechar en lo posible las instalaciones de la anterior planta, al realizar la remodelación en la cual se sustituyo un sistema de depuración convencional por el sistema MBR actual, se decidió aprovechar ciertos elementos de la planta anterior. Una de las mejoras que se implantaron fue el actual depósito de laminación (Figura 5.1), el cual es una reconversión de los reactores biológicos y el digestor aerobio de la anterior planta a tres depósitos de laminación comunicados entre sí.

El volumen útil aprovechable como depósito de laminación es de 2.130 m3, de manera tal que la entrada de caudal punta (500 m3/h) a la planta se limita en seis horas.

Los tres depósitos se hayan comunicados mediante dos huecos de 3 x 1,5 m de altura. Los huecos se disponen de manera que el agua entra por un extremo del depósito y sale por el otro extremo, realizando un recorrido máximo sin cortocircuitos, asegurando una correcta aireación y homogeneización.

La instalación dispone del rebose correspondiente, mediante un vertedero para alivio de emergencia del depósito de laminación.



Figura 5.10 Depósito laminación

En este depósito se ha se encuentra instalado el bombeo de agua a tratamiento biológico, constituida por 3 (2+1R) bombas sumergibles de 375 m3/h/ud a 6,16 m.c.a, definidos en la Tabla 5.8. Dos de las bombas están dotadas de variador de frecuencia, con el fin de que la instalación cuente con mayor flexibilidad para incorporar caudales al reactor.

Existen los siguientes equipos electromecánicos:

Bombas sumergibles: BS-03 A/B/C.

Tabla 5.8 Equipamiento depósito laminación

TAG Equipo Caudal (Ud.) Altura (Ud.) Circuito RESERVA

BS-03 A Bomba Sumergible 375 m3/h 5 m VF NO

BS-03 B Bomba Sumergible 375 m3/h 5 m VF NO

BS-03 C Bomba Sumergible 375 m3/h 5 m D SI

La bomba de arrancador estático es de reserva. Además se dispone como elemento de protección de las bombas de una boya de nivel muy bajo, LS-LL-09.



Los equipos para gestión de caudales y volúmenes están definidos en la Tabla 5.9 y son los siguientes:

Tabla 5.9 Instrumentación depósito laminación


FE/FIT-05 Caudalímetro m3/h 0-1000

LE/LIT-06 Ultrasónico de nivel metros 0-5 Para la aireación del tanque, evitando así que se den condiciones de anaerobiosis, hay instaladas dos bombas eyectoras sumergibles de burbuja gruesa en los tres vasos de los antiguos reactores biológicos (1 ud/reactor) con una capacidad de 8,01 kgO2/h/ud, así como de una bomba eyectora sumergible en el vaso del antiguo digestor aerobio con una capacidad de 5,9 kgO2/h. De este modo, la aportación específica de oxígeno es de 44,37 mgO2/L/h.


Aireadores sumergibles depósitos pequeños: AIR-02 A/B. Aireador sumergible depósito grande: AIR-03/04. Agitadores sumergibles depósitos pequeños: AG-01 A/B. Agitador sumergible depósito grande: AG-02. Medidor ultrasónico de nivel en depósito.

Los agitadores y aireadores no disponen de elementos de regulación de potencia o revoluciones, por lo que su estado es marcha o paro.

5.9 Reactor biológico

El reactor es de dimensiones 58 x 304 metros con una altura total de muro de 6,00 m, en hormigón armado.

Consiste en una aireación mediante un sistema integrado biorreactor-membranas de ultrafiltración. El reactor biológico cuenta con una zona anóxica inicial donde se origina el fenómeno de la desnitrificación. Asimismo, la zona óxica está constituida por una primera zona óxica propiamente dicha, seguida de la cámara de membranas, donde se alojan los citados elementos.

Es importante señalar que se adiciona en la arqueta de recirculación del reactor biológico sulfato de alúmina para la precipitación química del fósforo.

Así, el sistema posee un reactor biológico (Figura 5.11) con un volumen total de 6.850 m3 y se encuentra dividido en dos líneas (3.425 m3/línea). Las dimensiones del reactor quedan definidas en la Tabla 5.10.



Las dimensiones del reactor son las siguientes:

Tabla 5.10 Dimensiones reactor biológico

TAG Dimensiones/línea (m x m x m)

Volumen/ línea (m3)

Fracción sobre el total (%)

Zona anóxica 9,40 x 13,50 x 5,44 690 20%

Zona óxica total

Zona óxica 25,75 x 13,50 x 5,20 1.808 53%

Cámara de membranas 13,20 x 13,50 x 5,20 927 27%

Zona óxica total 38,95 x 13,50 x 5,20 2.735 80%

Total 3.425 100%

Figura 5.11 Reactor biológico

El suministro de aire se realiza mediante 4 (3+1R) soplantes 3.786 Nm3/h/ud a 6,5 m.c.a., con sus correspondientes cabinas de insonorización (Figura 5.12). Dos de estas soplantes están dotadas de variador de frecuencia.



Figura 5.12 Soplantes aireación reactor biológico

Con objeto de evitar la sedimentación de los MLSS en las zonas anóxicas, se agita mediante dos agitadores sumergidos de 5 kW de potencia motor por unidad (1/balsa).

El reactor biológico se ha diseñado de forma tal que el paso entre la zona anóxica y la zona óxica se realiza mediante vertedero por caída libre, al igual que la salida del agua tratada. Así mismo, el paso entre la zona óxica propiamente dicha y la cámara de membranas se realiza mediante vertedero sumergido a lo largo de toda la anchura del reactor.

De esta forma, se impide la retención de flotantes en el interior del mismo que podría alterar el proceso biológico. El agua tratada en el reactor biológico rebosa al canal de salida del mismo.

Todos los parámetros son controlados por la instrumentación pertinente definida en la Tabla 5.11. Los parámetros de aireación son controlados por la instrumentación definida en la Tabla 5.12.



Los equipos instalados en el reactor biológico son los siguientes:

Tabla 5.11 Instrumentación reactor biológico


SSE/SST-01B Medidor de sólidos ppm/(mg/l) 0-20000

PE/PIT-01 Transmisor de presión m.c.a. 0-10

FE/FIT-06 A/B Caudalímetro de aire por presión diferencial Nm3/h 0-6000

OE/OIT-01 A/B Medidor de oxígeno disuelto ppm/(mg/l) 0-10

Adicionalmente hay instalados medidores de caudal por presión diferencial en cada línea. FE/FIT-09 A/B/C/D.

Tabla 5.12 Instrumentación líneas de aireación reactor biológico


FE/FIT-09 A/B/C/D Medidor de caudal de aire por presión diferencial Nm3/h 100-2100

Válvulas de mariposa con actuador neumático de entrada aire a cada línea DN 125 para cada línea, VMN-A01 A/B/C/D/G/H y VMN-A01 I/J/M/N/O/P/.

Válvulas de mariposa con actuador neumático de venteo de aire a cada línea DN 125 para cada línea, VMN-A02 A/B/C/D/G/H y VMN-A02 I/J/M/N/O/P/.

5.10 Biomembranas

Las membranas instaladas son de ultrafiltración de TORAY TMR140‐200D con configuración plana sumergida y un diámetro de paso nominal de 0,08 micras (Figura 5.13).



Figura 5.13 Doble módulo de membranas TORAY TMR140-200D

La instalación cuenta con dos cámaras de membranas (Figura 5.14), una por cada línea del reactor biológico y cada una de las cámaras de membranas tiene capacidad para cuatro líneas de módulos de membranas (8 líneas en total), si bien, en la actualidad, hay instaladas 3 por cada reactor. Cada línea cuenta con capacidad para nueve módulos y ahora sólo hay instalados 8, dejando un módulo para ampliar capacidad. La instalación está constituida en total por 48 módulos para esta fase y 72 para la futura. Como cada módulo está formado por 200 cartuchos, la instalación cuenta en total con 9.600 cartuchos en la fase actual, y 14.400 unidades en el futuro.



Figura 5.14 Cámara de membranas

La instalación se completa con las correspondientes 12 bombas de permeado, para succión del agua tratada en las membranas. En el futuro serán 16 unidades. Dichas bombas están dotadas de variador de frecuencia con el fin de regular el caudal succionado. Se trata de bombas centrífugas verticales autoaspirantes de 26–52 m3/h/ud con una altura manométrica de 4,1 a 8,8 m.c.a.

Así mismo, hay instaladas 4 (3+1R) soplantes para aireación de las membranas (Figura 5.15), con sus correspondientes cabinas de insonorización, con un caudal de 2.160 Nm3/h/ud a 6,5 m.c.a. para fase actual. Y para la futura, se ha de ampliar en una soplante más.



Figura 5.15 Soplantes aireación de membranas

Para los reactivos de limpieza de las membranas existen instalaciones correspondientes de almacenamiento y dosificación de hipoclorito sódico.

Por último, hay que señalar que se dispone de un puente grúa de 4 t de capacidad de carga que permite desplazar los módulos para su correcto mantenimiento, el cual se ha resuelto mediante estructura metálica apoyada en pilares de hormigón. Estos pilares nacen en los muros del reactor biológico y en los muros del depósito que contiene las membranas.

La estructura metálica para el puente grúa de las membranas está conformado por perfiles HEB 280 arriostrados, con perfiles IPE 360 formando pórticos en el sentido transversal y perfiles IPE 200 en la dirección longitudinal.

En los pilares hay soldadas una serie de ménsulas cortas con perfiles HEB 280 donde apoya el carril para el puente grúa. Este carril es un perfil IPE 400. En las cámaras de membranas se incluye 1 Agitador/línea de 5 kW de potencia motor (2 agitadores en total).

Así, se ha dotado a la planta de la correspondiente instalación de almacenamiento y dosificación de sulfato de alúmina. Las bombas dosificadoras están provistas de variador de frecuencia, de manera que su funcionamiento es automático, proporcional al caudal. (Se ha adoptado la solución de dosificar sulfato de alúmina en la arqueta de recirculación del reactor biológico. Este método de eliminación de fósforo por vía química denominado coprecipitación, requiere 1,6 moles de aluminio por cada mol de fósforo a eliminar).

Al2(SO4)3·14H2O + 2PO43-→ 2AlPO4↓ + 3SO4

2- + 14H2O


SALA DE SOPLANTES:

Soplantes de aireación con variador de frecuencia: SOP-01 A/B. Soplantes de aireación sin variador de frecuencia: SOP-01 C/D.



Ventiladores extractores / insufladores de aire VEN-01 A/B/C/D/E

REACTOR BIOLÓGICO:

Medidor de caudal por presión diferencial en cada línea. Medidor de oxígeno disuelto en cada línea.

Válvula de mariposa motorizada DN 400 para cada línea, VME-01 A/B. Transmisor de presión en la línea de aire a biológicos. Medidos de sólidos en

suspensión.

5.11 Sistemas de dosificación y almacenamiento de sulfato de alúmina

El sulfato de alúmina se utiliza para precipitación química del fósforo en el mismo reactor biológico. Se adiciona de manera continua en la entrada de afluente del reactor biológico. El sistema se compone de (Figura 5.16):

Bomba de carga de reactivo, de 8 m3/h, BC-03.

Presostato de seguridad en impulsión de bomba de carga, PS-01.

Depósito de almacenamiento de 8 m3 con:

Medidor ultrasónico de nivel: LE/LIT-09. Contacto de nivel muy bajo: LS-LL-11.

Bombas dosificadoras de membranas, marca Prominent, con válvula de seguridad.

BD-02 A/B. Q = 11-110 l/hora. Red de aporte de agua de dilución:

Electroválvula solenoide de corte de agua de aporte EV-07.



Figura 5.16 Sistema de dosificación y almacenamiento de sulfato de alúmina

5.12 Sistemas de dosificación y almacenamiento de hipoclorito sódico

El hipoclorito sódico se utiliza para la limpieza química de las membranas. Mediante llenado a contracorriente de las membranas a través de los colectores de permeado. El sistema se compone de (Figura 5.17):

Bomba de carga de reactivo, de 8 m3/h, BC-02.

Presostato de seguridad en impulsión de bomba de carga, PS-02.

Depósito de almacenamiento de 8 m3 con:

Medidor ultrasónico de nivel: LE/LIT-08. Contacto de nivel muy bajo: LS-LL-10. Bombas dosificadoras de membranas, marca Prominent, con válvula de seguridad. BD-01 A/B/C (2+1R). Q = 120-1.200 l/hora. Caudalímetro electromagnético de medida de solución de limpieza: FE/FIT-17.



Red de aporte de agua de dilución:

Electroválvula solenoide de corte de agua de aporte EV-06.

Figura 5.17 Sistema de dosificación y almacenamiento de hipoclorito sódico

5.13 Edificio de permeado de membranas

Junto al reactor bilógico se encuentra el edificio de permeado de membranas. El edificio está cimentado mediante losa de cimentación de hormigón armado. La estructura es de tipología convencional de hormigón armado. Está conformada por cinco pórticos de un solo vano. La cubierta es de placa alveolar con una capa de compresión y vigas descolgadas. Los pilares, vigas y forjados se también son de hormigón armado.

En la cubierta se encuentra un polipasto, conformada la viga carril por un perfil HEB 220.

En este edificio se encuentran ubicados todos equipamientos necesarios para el funcionamiento de las membranas, a excepción de las soplantes de aireación que se sitúan en otro edificio específico:



Se incluyen los siguientes equipamientos, que se definen detalladamente en la Tabla 5.13:

Bombas de permeado con variador de frecuencia: BC-01 A/B/C/D.... G/H/I/J....M/N/O/P Espacio para bombas en el futuro BC-01 E/F y BC-01 K/L (Figura 5.1).

Transmisor de presión en cada línea de aspiración de permeado, PE/PIT-02 A/B/C/D.... G/H/I/J....M/N/O/P

Válvulas de mariposa actuador neumático aspiración de permeado en cada línea de DN 125, VMN-03 A/B/C/D.... G/H/I/J....M/N/O/P

Caudalímetro electromagnético en la impulsión de permeado de cada línea en DN 125, FE/FIT-10 A/B/C/D.... G/H/I/J....M/N/O/P.

Dos (2) Cajas de electroválvulas para gobierno de los actuadores neumáticos de las válvulas de mariposa.

Dos turbidímetros en la impulsión general de agua permeada. Uno tras el primer grupo de bombas correspondientes a la línea B de tratamiento biológico. Otro tras todo el grupo de bombas instalado en la línea A. TBE/TBT 01 A/B.

Dos compresores de aire completos con secador frigorífico, montados sobre depósitos calderines para suministro de aire de las cajas de electroválvulas.

Tabla 5.13 Instrumentación sala de permeado


PE/PIT-02 A/B/C/D... G/H/I/J.... M/N/O/P Transmisor de presión mbar +200/-200

FE/FIT-10 A/B/C/D.... G/H/I/J....M/N/O/P

Caudalímetro agua permeada Nm3/h 0-60

TBE/TBT 01 A/B. Medidor turbidez NTU 0-5

Figura 5.18 Bombas de permeado



Además se encuentra el sistema de cebado de las líneas de permeado de las membranas:

Seis cajas de electroválvulas para los eyectores de vacío de cada dos líneas de aspiración (línea de módulos de membrana).

Doce contactos de nivel de agua. LS-30 i.

5.14 Desinfección mediante rayos U.V.

La instalación de equipos U.V. (Figura 5.1) está dispuesta en tubería cerrada. Puesto que las bombas de permeado, las cuales succionan el agua tratada de las membranas, están sobradas en presión, el agua que se extrae de las membranas es impulsada directamente por estas bombas a los equipos de desinfección U.V., por lo que no se requiere un bombeo adicional.

Se trata de dos equipos constituidos por 18 lámparas/reactor, es decir, 36 lámparas en total. Las dosis U.V. al final de la vida útil de la lámpara será de 58,7 mJ/cm2. La transmitancia para el diseño de estos equipos, se ha establecido en el 80%. Las indicaciones técnicas del caudal a tratar quedan definidas en la Tabla 5.14. La calidad del afluente que llega al sistema de desinfección UV queda garantizado gracias a la efectividad de las membranas de ultrafiltración.

Equipos de Desinfección en tubería UV:

Marca: Trojan UV. Modelo: UVFIT 18AL40.

Tabla 5.14 Indicaciones técnicas equipos desinfección UV

Caudal de tratamiento Mínimo unitario m3/h 69,43 Medio unitario m3/h 138,87 Máximo unitario m3/h 250 Máximo total m3/h 500 Sólidos en suspension mg/l <5 DBO5 mg/l 10 Turbidez 2 NTU Huevos de helminto ud/l 1 Transmitancia % >70 Coliformes totales a la entrada al equipo ufc/100 ml 100-200



Figura 5.19 Equipos desinfección UV

5.15 Edificio de agua tratada y servicios

Este edificio se localiza al lado del reactor biológico. En su interior se aloja el depósito de agua tratada con el grupo de presión de servicios y el de agua para riego de jardinería de la propia planta.

Asimismo, se alojan también las bombas de agua tratada para la impulsión a la balsa adyacente a la planta, y las bombas de agua tratada para la impulsión a la Balsa de Riegos de Levante (Figura 5.20).

Figura 5.20 Bombeo impulsión a balsa Riegos de Levante



Dispone de 2 polipastos eléctricos, correspondientes a cada una de las zonas para realizar las operaciones de mantenimiento requeridas.

El edificio está cimentado mediante losa de cimentación y muros del depósito.

La cimentación es de hormigón armado. La estructura diseñada es de tipología convencional de hormigón armado. Está conformada por cinco pórticos de un solo vano. La cubierta es de placa alveolar con una capa de compresión y vigas descolgadas. Pilares, vigas y forjados también son de hormigón armado.

5.16 Puntos de vertido

Nº1. Acequia de Agricultores. Consta de una tubería de HA 600 mm de 55 metros. de longitud, que conecta con los depósitos de salida de agua tratada que por medio de un vertedero vierten a la tubería y ésta por gravedad a la acequia situada en el perímetro de la planta, perteneciente a agricultores de Riegos de Levante.

Nº2. Clot de Galvany. Mediante una válvula de diámetro 400 mm y 70 metros de tubería de PEAD de 400 mm, para conectar el depósito de agua tratada con el pozo de salida y mediante tubería de fibrocemento de diámetro 315 mm, se conducen los caudales tratados hasta un punto de vertido del paraje del Clot de Galvany.

Nº3. Balsa de regantes adyacente. Salida desde el depósito de agua tratada y mediante dos grupos de motobombas centrífugas horizontales de 50 m3/h, 10 mca y 20 m de tubería de fundición de 200 mm, se bombean hasta la balsa reutilización prexistente situada en las proximidades a la planta.

Nº4. Riegos de Levante. Salida del depósito de agua tratada mediante 3 (2+1) grupos motobombas centrífugas horizontales de 375 m3/h, y 53 mca. La conducción es de 6.150 metros de longitud, que partiendo de la planta con tubería de fundición dúctil DN 400 mm y con 1.500 metros de longitud atraviesa el monte de utilidad pública del Carabasí y Cabezo y desde el punto kilométrico 1.500 hasta el final la tubería es de PEAD PN 10 DN 400 mm la cual cruza mediante hinca la N-332 y la CV-851 todo ello en la pedanía de Balsares. Al final la tubería vierte en un punto del canal de Riegos de Levante desde donde se distribuye para riego. Este es uno de los dos puntos autorizados por CHJ.

Nº5. Lagunas naturales. Constituye el otro punto autorizado por CHJ correspondiente a las lagunas naturales en las inmediaciones de la planta. La salida es común con la acequia de agricultores es decir mediante un vertedero en los depósitos de agua tratada y tubería de HA 600 hasta llegar a la arqueta de unión de las lagunas, en la que mediante una compuerta se pueden desviar los caudales hacia la laguna natural mediante 110 metros de tubería de PE corrugado 630 mm o hacia la acequia de agricultores como comentamos anteriormente.

Excepto la salida a las lagunas naturales todas las demás tuberías disponen de un medidor de caudal electromagnético y su implementación en el SCADA.

5.17 Recirculación de fangos

Existen 4 (3+1R) bombas sumergibles de 522 m3/h/ud a 2 m.c.a., ampliando en una bomba más en el futuro.



Dos de las bombas están dotadas de variador de frecuencia. Estas bombas de recirculación aspirarán el caudal del canal de salida del reactor biológico y lo impulsan al canal de reparto del reactor biológico mediante 75 metros de tubería de PEAD DN 700 mm (Figura 5.21). El sistema se controla mediante la instrumentación detallada en la Tabla 5.15.

Figura 5.21 Impulsión recirculación de fangos


Bombas sumergibles con VF: BS-04 A/B. Bombas sumergibles sin VF: BS-04 C/D. Medidor ultrasónico de nivel en cámara de bombeo. Caudalímetro electromagnético para medida del caudal recirculado.

Tabla 5.15 Instrumentación recirculación de fangos


FE/FIT-07 Caudalímetro electromagnético m3/h 0-2500 LE/LIT-07 Ultrasónico de nivel metros 0-7 5.18 Bombeo de fangos en exceso

Está resuelto mediante la instalación de 3 (2+1R) bombas sumergibles de 16 m3/h/ud a 15 m.c.a. Detalladas en la Tabla 5.16.

Tabla 5.16 Equipamiento bombeo de fangos en exceso


BS-05 A Bomba Sumergible 16 m3/h 15 m VF BS-05 B Bomba Sumergible 16 m3/h 15 m VF BS-05 C Bomba Sumergible 16 m3/h 15 m AE



Dos de las bombas de fangos en exceso (Figura 5.22) están dotadas de variador de frecuencia, de manera que en función de la edad del fango, MLSS, etc., puedan funcionar en continuo durante las 24 horas del día. El fango es aspirado en la arqueta de fangos del reactor biológico y se impulsa mediante 143 metros de tubería de PEAD de DN 200 mm, hasta el espesamiento situado en el edificio de espesamiento y deshidratación. El sistema se controla mediante la instrumentación detallada en la Tabla 5.17.

Tabla 5.17 Instrumentación bombeo de fangos en exceso


FE/FIT-08 Caudalímetro electromagnético m3/h 0-100

Figura 5.22 Impulsión fangos en exceso


Bombas sumergibles con VF: BS-05 A/B. Bombas sumergibles sin VF: BS-05 C ( Reserva) Medidor ultrasónico de nivel en cámara de bombeo. Caudalímetro electromagnético para medida del caudal purgado.

5.19 Bombeo de flotantes

En el extremo del canal del vertedero de la cámara de membranas hay instalada una compuerta vertedero motorizada. En condiciones normales de funcionamiento la compuerta vertedero se sitúa por encima de la lámina de agua del canal. Ahora bien, cuando se acumulan flotantes en el citado canal de salida, la compuerta vertedero se situará por debajo de la lámina de agua del canal, arrastrando los flotantes acumulados, los cuales son conducidos a un bombeo de flotantes (Figura 5.23), previsto a tal efecto, para su impulsión a espesamiento de fangos.



Este bombeo está constituido por 2 (1+1R) bombas sumergibles de 10 m3 h/ud a 15 m.c.a.

detalladas en la Tabla 5.18.

Tabla 5.18 Equipamiento bombeo de flotantes


BS-06 A Bomba Sumergible 10 m3/h 15 m D BS-06 B Bomba Sumergible 10 m3/h 15 m D

Figura 5.23 Impulsión de flotantes


Bombas sumergibles sin VF: BS-06 A/B. (1+1R) Boya de nivel LS-LL-10 de alarma de muy bajo nivel en cámara de bombeo. Boya de nivel LS-H-10 de alarma de nivel alto en cámara de bombeo. Arranque de

bombas. Compuerta vertedero de regulación CCM-07.

La compuerta vertedero se ajusta en cada momento al nivel de fango en el canal de salida de reactores biológicos, por debajo del nivel marcado por LE/LIT-07 una determinada altura introducida por una consigna. Esta altura contempla la altura de espumas y natas a extraer del sistema.

5.20 Bombeo de sobrenadantes y vaciados

Una arqueta de 5 por 5 metros de planta y 7 metros de profundidad construida en hormigón armado recoge todas las aguas de vaciados para enviarlas mediante impulsión a cabecera de la planta (Figura 5.24).

Consta de 2 (1+1R) bombas sumergibles para bombeo de vaciados y sobrenadantes de 105 m3/h/ud a 12 m.c.a. y 2 Interruptores de nivel del tipo de boya.



La impulsión se realiza a través de 115 metros de tubería de PEAD 250 mm en canalización subterránea.

Figura 5.24 Bombeo de sobrenadantes y vaciados

5.21 Espesamiento de fangos

Los fangos en exceso son impulsados al espesamiento mediante tambores rotativos de la Marca ANDRITZ SR-5 (Figura 5.25). Hay instalados 2 (1+1R) tambores rotativos, para un período de funcionamiento de 24 h/día. La concentración de salida de los espesadores es del 4%.

Figura 5.25 Espesadores rotativos de fangos



La preparación de polielectrolito para el espesamiento se realiza de forma automática y en continuo a una concentración de 5 kg/m3 en un equipo compacto de 700 L de capacidad, compuesto por un compartimento de preparación, un compartimento de maduración y un compartimento de trasiego (Figura 5.26).

Figura 5.26 Dosificadora polielectrolito espesamiento

La dosificación de polielectrolito se realiza mediante 2 (1+1R) bombas dosificadoras de 50-500 L/h/ud.

Así, situado debajo de los espesadores de manera que los mismos vierten directamente el fango espesado en este depósito, se encuentra un depósito de 432 m3 de volumen, lo que proporciona una autonomía real de almacenamiento de 9 días en invierno y de 6,7 días en verano, para la fase actual.

Este depósito cuenta con tres agitadores sumergibles (dos de ellos de 2,8 kW/ud de potencia motor y uno de 1,5 kW de potencia motor) para la homogeneización del fango.

5.22 Deshidratación de fangos

Desde el depósito de fangos espesados aspiran 3 (2+1R) bombas de tornillo helicoidal para impulsión del fango a deshidratación mediante centrifuga. Una de las centrifugas es recuperada de la anterior planta.

La otra centrífuga es marca ANDRITZ, modelo D4 LC 30 CHP (Figura 5.27). La preparación de polielectrolito se realiza de forma automática y en continuo a una concentración de 5 kg/m3 en un equipo compacto de 2.500 L. de capacidad, compuesto por un compartimento de preparación, un compartimento de maduración y un compartimento de trasiego (Figura 5.28).



Figura 5.27 Centrífuga deshidratación de fangos

Figura 5.28 Dosificadora polielectrolito deshidratación

La dosificación de polielectrolito para deshidratación se realiza mediante 3 (2+1R) bombas dosificadoras de 95- 950 L/h/ud.

Los condicionantes para la elección de dichas bombas fueron la previsión de Masa Sólidos (MS) a deshidratar. Se dimensiona para el máximo (época estival) esperado en el año horizonte y se comprueba para el mínimo (época invernal) actual. Se estima 8 horas de funcionamiento de centrífuga por día.

MSmín= 2.693 kg/día MSmáx= 8.065,4 kg/día



Consumos estimados de polielectrolito por t de Masa Sólidos:

Mínimo: 4,5 kg/t MS Máximo:8 kg/t MS

Por tanto los consumos de polielectrolito estimados por hora son:

Mínimo: 4,537 kg/ t MS Máximo:8,065 kg/ t MS

Teniendo en cuenta que la concentración de polielectrolito es de 5 gr/L. Los caudales de preparado de polielectrolito son:

Mínimo: 907,4 L/h Máximo:1613 L/h

Los cuales entran dentro del rango de las bombas dosificadoras. Puesto que se puede dosificar desde 95 l/h con una bomba hasta 1900 L/h con dos bombas.

El fango deshidratado en cada una de las centrífugas descarga directamente en las tolvas de las bombas de fango deshidratado para su elevación a la tolva de almacenamiento. Las bombas de fango deshidratado incorporan un variador de frecuencia y un medidor de nivel en sus tolvas. Dichas bombas tienen un caudal de 3 m3/h/ud a una presión de 18 bar. Las bombas están sobredimensionadas en más de un 50% en caudal.

La tolva de almacenamiento de fango deshidratado (Figura 5.29) tiene una capacidad de 55 m3, lo que supone una autonomía de almacenamiento de 4,90 días en invierno y de 2,45 días en verano para la fase actual.



Figura 5.29 Tolva almacenamiento fango deshidratado

5.23 Edificio de espesamiento y deshidratación

El edificio de espesamiento y deshidratación está ubicado adyacente al de pretratamiento. El edificio está cimentado mediante losa de cimentación de 0,40 m y muros del depósito. La cimentación es de hormigón armado.

La estructura es de tipología convencional de hormigón armado prefabricado y está conformada por tres pórticos de dos vanos. La cubierta es de placa alveolar, con una capa de compresión y vigas de sección variable. Los pilares son de 0,30 x 0,30 m de sección. Pilares, vigas y forjados son de hormigón armado.

Además se ha colocado para mantenimiento de equipos un puente grúa de 2.000 kg de capacidad.



5.24 Sistema de eliminación de olores

El sistema de eliminación de olores mediante lavado por vía húmeda, se compone de dos torres (Figura 5.30), es decir, en una etapa y dos reactivos:

Etapa de oxidación-neutralización con hipoclorito sódico e hidróxido sódico.

Las instalaciones que desodorizan son:

Edificio de pretratamiento. Edificio de espesamiento y deshidratación. Depósito de fangos espesados.

Figura 5.30 Torres de desodorización

La instalación cuenta con sus correspondientes tanques de almacenamiento de hipoclorito sódico e hidróxido sódico, así como con las bombas dosificadoras correspondientes (Figura 5.31).



Figura 5.31 Tanques almacenamiento reactivos desodorización

La instalación dispone de tomas localizadas en todos los focos de producción de olores y además de una captación general con menor número de renovaciones. El confinamiento de los focos de olor se complementa con una serie de ventiladores que introducen aire para evitar la propagación de éstos desde el foco hacia el ambiente. Además hay tapas y cubiertas de confinamiento en PRFV, en todos los canales, pozos y arquetas

La operación de tratamiento químico se realiza en el exterior, conforme a normas y reglamentos, permitiendo una mayor seguridad en el manejo de las mismas.

5.25 Edificio de soplantes

El edificio de soplantes está ubicado junto al reactor biológico.

El edificio se encuentra cimentado mediante losa de cimentación de 0,55 m. resuelta en hormigón armado.

La estructura es de tipología convencional de hormigón armado. La cubierta es de placa alveolar, con una capa de compresión y vigas de sección variable. Los pilares son de 0,30 x 0,30 m, en su mayoría. Las vigas son vigas prefabricadas de doble T de aproximadamente 10 m de luz. Pilares, vigas y forjados son de hormigón armado.

Así mismo, hay instaladas 4 (3+1R) soplantes para aireación de las membranas, con sus correspondientes cabinas de insonorización, con un caudal de 2.160 Nm3/h/ud a 6,5 m.c.a. para la fase actual, dotadas de variador de frecuencia.

Además para la aireación de la zona óxica del reactor biológico hay otras 4 (3+1R) soplantes de aire a reactores biológicos de 3.786 Nm3/h/ud a 6,5 m.c.a. con sus correspondientes cabinas de insonorización y 2 variadores de frecuencia para las soplantes.

Así, la variación de caudales tiene lugar de una manera continua, consiguiéndose una regulación adecuada del oxígeno disuelto en las balsas de aireación.



De esta forma, con este dimensionamiento se consigue regular el caudal de aire de forma correcta tanto para el invierno como para el verano.

En las zonas óxicas hay instalados difusores de membrana inatascables. Con el fin de regular el caudal de aire, hay instaladas válvulas reguladoras con sus correspondientes medidores de oxígeno disuelto en cada una de las dos líneas de aireación.

Dichos medidores de oxígeno controlan el posicionamiento de las válvulas reguladoras de aire, con lo que varía la presión en la tubería general de aire, variación que es detectada por el transductor de presión instalado en la citada tubería, que a su vez controla el posicionamiento de los variadores de frecuencia de las soplantes.

5.26 Sistema de supervisión y control

Con el objeto de permitir el control sobre el funcionamiento de la estación depuradora, así como verificar el estado de procesos u operaciones unitarias, la Estación Depuradora de Aguas Residuales E.D.A.R. ARENALES de Elche está dotada de un autómata programable.

En la EDAR Arenales del Sol se controla toda la planta desde un sistema SCADA (Figura 5.32). Estos son dos ordenadores: un servidor con dos discos duros de 320 GB, uno de trabajo y otro copia al primero para, en caso de fallo, poder salvar la información; y el segundo maneja la televisión de 55 pulgadas instalada. Ambos ordenadores hacen el mismo servicio, manejar la planta tanto en manual (manipulación por parte del jefe de planta) o por la automatización (programada en el SCADA).

El servidor de datos permite la visualización y gestión de la estación depuradora, al tiempo que almacena los históricos y eventos de la planta, lo cual permite realizar exhaustivos análisis de la productividad de la estación.

El Centro de Control aglutina y almacena toda la información, en tiempo real, de las diferentes zonas. Desde el centro de control se puede actuar sobre las máquinas de la estación depuradora así como modificar los puntos de consigna de funcionamiento.



Figura 5.32 Interfaz sistema SCADA

Estos ordenadores se comunican, mediante ETHERNET, con el PLC central. A su vez, este PLC central está conectado con los cuatro PLC’s de los cuatro CCM’s de planta. Esta comunicación se realiza por fibra óptica. Finalmente los PLC’s reciben información de los equipos de planta mediante profibus. En el apartado “Glosario de términos” se indica el significado de los anteriores términos.

Los sistemas de telecontrol dispuestos para el control de la estación depuradora de aguas residuales E.D.A.R. ARENALES de Elche son los siguientes:

Telecontrol zona 1: Pretratamiento y tratamiento de fangos (CCM1) Telecontrol zona 2: Reactor biológico (CCM2) y depósito de laminación Telecontrol zona 3: Bombeo agua tratada y bombeos auxiliares (CCM3) Telecontrol zona 4: Biomembranas y bombeo de reactores biológicos (CCM4).

El CCM 2 y 4 están ubicados en la misma sala.

5.27 Elementos auxiliares del edificio pretratamiento y espesamiento-deshidratación de fangos

Existen cuatro detectores de gas sulfhídrico (Figura 5.33) con medida en continuo de la concentración H2S con una serie de alarmas de consigna: G1, G2, G3 y G4. Dicha instrumentación queda definida en la Tabla 5.19.



Tabla 5.19 Instrumentación elementos auxiliares edificio pretratamiento-deshidratación

TAG EQUIPO UNIDAD RANGO

AT-01 Medidor de gas sulfhídrico ppm 0–100 AT-02 Medidor de gas sulfhídrico ppm 0–100 AT-03 Medidor de gas sulfhídrico ppm 0–100 AT-04 Medidor de gas sulfhídrico ppm 0–100 Cuando estos detectores alcanzan un nivel por encima del consignado en el SCADA, se activa la baliza sonora correspondiente al edificio donde se ha detectado la concentración. A su vez, siempre que esté disponible, arrancará el sistema de eliminación de olores en “MODO DÍA” para eliminar la mayor cantidad de gas posible.

Cuando la concentración de gas desciende, se puede resetear la alarma manualmente desde el SCADA.

Figura 5.33 Medidor de gas sulfhídrico



5.28 Edificio de control

El edificio se encuentra ubicado junto al edificio de agua tratada y reactor biológico. La cimentación se ha resuelto mediante cimentaciones superficiales directas (zapatas). Se ha realizado en hormigón armado.

La estructura del edificio de control es de tipología convencional de hormigón armado conformado por pórticos principales en las dos direcciones. La cubierta es de placa alveolar de 0,20 m de espesor y 0,05 m de capa de compresión y losa maciza de 0,15 m de espesor, y vigas principales de sección variable según disposición. Los pilares son de 0,30 x 0,30 m de sección, en su mayoría. Se ha proyectado todo el edificio en hormigón armado.

En este edificio se encuentra el sistema de supervisión y control, un laboratorio equipado para la realización de todos los ensayos necesarios para el control de los procesos de la EDAR, despachos, sala de juntas, taller, almacén, comedor, vestuarios y baños.

5.29 Instalaciones eléctricas

Línea de acometida a la EDAR

La acometida de energía a la planta es de 20 kV, con una línea subterránea desde el punto de entronque del apoyo provisto por la compañía suministradora hasta el centro de seccionamiento y transformación previsto en la planta.

La acometida a la planta es con cable aislado RHZI, 12/20 kV, H25, 3(1x150) Al.

Centro de seccionamiento

El Centro de Seccionamiento está instalado a pie del Apoyo final de línea aérea existente, fuera de la parcela de la planta.

Consiste en un edificio prefabricado que lleva instalado el conjunto de 3 celdas de seccionamiento de línea, homologado por Compañía de Distribución de energía IBERDROLA.

Centro de transformación

Al lado del edificio de pretratamiento hay instalado un centro de transformación con acceso desde el exterior para la compañía eléctrica. El centro de transformación incluye las celdas de línea, seccionamiento, protección general, medida de la compañía y protección trafo.

Las unidades son:

Dos celdas de entrada‐salida de línea. Una celda de seccionamiento pasante. Una celda de protección general. Una celda de medida de compañía. Dos celdas de protección trafo. Dos trafos de potencia en seco



Las características del centro son:

Potencia 2 x 1.000 kVA Tensión primaria 20 kV Tensión secundaria 400-230 V. Potencia de reserva, superior a 25%. Espacio para un segundo transformador similar al previsto.

Las cabinas utilizadas son de SF6 24 kV, con armarios metálicos construidos en chapa blanca, de 3 mm de espesor, de tipo normalizado, CGM de Ormazabal, con un tratamiento previo a la pintura que consiste en un desengrasado en baño de sales alcalinas, lavado en agua fría, fosfatado superficial y decapado ácido. El acabado final está formado por una capa de pintura en polvo, de tipo epoxídico, polimerizada en horno continuo, a una temperatura de 180º C.

Cuadro de distribución general

En la sala de CCM1, dentro del edificio de pretratamiento, se encuentra el cuadro de distribución CGD (Figura 5.34) para maniobra y alimentación a CCM1, CCM2‒4 y CCM3, en ejecución fija, construido en chapa de acero tratada y pintada en color gris, de rigidez suficiente, alojando el embarrado y los siguientes servicios:

2 Acometida de BT de cada transformador de potencia con accionamiento, motorizados.

Conmutación red-grupo por fallo de red, con accionamiento motorizado. Salidas directas a cuadros locales con automático y diferencial. Salida a batería de condensadores, con accionamiento motorizado. Salida a motores con protección magnetotérmica, diferencial y maniobra.

Figura 5.34 Cuadro de distribución GCD



Los interruptores generales de acometida del CGD son automáticos tetrapolares en caja moldeada con poder de corte mayor de 50 kA, incluyendo un bloque de relés electrónicos ajustables, mando eléctrico para control a distancia y contactos auxiliares para las siguientes indicaciones: interruptor en servicio y protecciones armadas.

Los interruptores generales de acometida del CCM1 son automáticos tetrapolares en caja moldeada con poder de corte mayor de 30 kA, incluyendo un bloque de relés electrónicos ajustables, mando eléctrico para control a distancia y contactos auxiliares para las siguientes indicaciones: interruptor en servicio y protecciones armadas.

Los interruptores generales de acometida del CCM2-4 son automáticos tetrapolares en caja moldeada con poder de corte mayor de 50 kA, incluyendo un bloque de relés electrónicos ajustables, mando eléctrico para control a distancia y contactos auxiliares para las siguientes indicaciones: interruptor en servicio y protecciones armadas. Los interruptores generales de acometida del CCM3 son automáticos tetrapolares en caja moldeada con poder de corte mayor de 22 kA, incluyendo un bloque de relés electrónicos ajustables, mando eléctrico para control a distancia y contactos auxiliares para las siguientes indicaciones: interruptor en servicio y protecciones armadas.

La distribución de cuadros por áreas es de la siguiente forma:

Pretratamiento, reactivos, fangos y eliminación de olores. Este CCM1 se alimenta de los trafos de 1.000 kVA del CT y se dispondrá para alimentar todos los elementos de las áreas señaladas.

Reactor biológico, biomembranas y bombeo de sobrenadantes. Este CCM2-4 se alimenta directamente de los trafos de 1.000 kVA del CT y alimenta todos los elementos de las áreas señaladas.

Servicios auxiliares. Este CCM3 se alimenta del trafo de 2.000 kVA del CT y alimenta todos los elementos del área señalada.

Red general de tierras

Consta de una malla general a base de cable de cobre desnudo, de 50 mm2, con derivaciones de la misma sección, a una serie de picas de p.a.t., en número suficiente para obtener unos valores de resistencia reglamentarios. A dicha malla general están conectadas las estructuras metálicas, barras de tierra de los cuadros eléctricos y cualquier otro elemento metálico, mediante cable de cobre desnudo de 50 mm2, directamente enterrado o protegido con tubo rígido de PVC en montajes al aire.

El sistema general se completa con un número suficiente de pararrayos y puentes de pruebas de fácil acceso y situados en puntos de simple localización.

Grupo electrógeno de la EDAR

Para mantener la planta funcionando durante un episodio de emergencia por un fallo de suministro eléctrico, hay instalado un grupo electrógeno de 630 kVA de potencia. Esto permite mantener el funcionamiento de la planta dentro de unos mínimos.



6. Descripción de las tareas realizadas

Las labores realizadas durante el periodo de las prácticas fueron:

Aprendizaje de los procesos de forma individual y global en la planta. Control de los procesos en planta. Implantación ISO 9001 Estudio optimización MBR.

6.1 Aprendizaje los procesos de la planta

En primer lugar hubo que aprender el funcionamiento de todos los procesos que se llevan acabo en la planta. Para ello fue necesario el estudio de los siguientes documentos:

Manual de funcionamiento sistema MBR EDAR Arenales del Sol. Descripción funcional EDAR Arenales del Sol. Manuales de mantenimiento de equipos mecánicos de la EDAR Arenales del Sol.

Manual de funcionamiento sistema MBR EDAR Arenales del Sol

El objeto de ese documento es realizar una descripción de las maniobras asociadas a los diferentes elementos electromecánicos que forman parte del biorreactor de membranas de la EDAR Arenales del Sol. De forma que facilite la comprensión del funcionamiento del proceso de Ultrafiltración, mostrando su sencillez de operación, y justificando la necesidad de instalación de los diferentes elementos de la planta.

Las maniobras descritas en el manual se refieren esencialmente al funcionamiento del sistema MBR, también se contemplan ciertos aspectos técnicos y de proceso que deben tenerse en consideración, a fin de asegurar óptimos resultados en el proceso de depuración.

Descripción funcional EDAR Arenales del Sol

El objeto de ese documento tiene la finalidad de describir todos los procedimientos de funcionamiento de todas las instalaciones de la EDAR de Arenales del Sol.

Manuales de mantenimiento de equipos mecánicos de la EDAR Arenales del Sol

El documento es un dosier que recoge todos los manuales de manteniendo de los equipos mecánicos de la EDAR Arenales del Sol.

Su estudio fue necesario para la elaboración del plan de explotación de la planta, puesto que era necesario conocer todas las necesidades de mantenimiento de los equipos, a la hora de elaborar las pautas en el mantenimiento.



6.2 Control de los procesos en planta.

Parte del trabajo realizado implicaba controlar el correcto funcionamiento del sistema mediante la interfaz SCADA. Tomando como base las ordenes del libro de explotación se controlaban los siguientes sistemas:

Bombeo entrada planta. Compuerta derivación depósito laminación-reactor biológico. Bombeo depósito laminación. Aireación reactor biológico. Marcha-Paro líneas de membranas. Recirculación de fangos. Derivación de caudales a los diferentes puntos de vertido. Purga y espesamiento de fangos. Deshidratación de fangos.

El resto de sistemas funcionan automáticamente en función de los caudales medidos por los diferentes caudalímetros en planta.

Bombeo entrada planta

En función de la cota de la lámina de agua alcanzada se ponía en marcha dicho bombeo. Se seguía el siguiente protocolo:

El momento de poner en marcha el bombeo era cuando la medida de nivel en el pozo de agua bruta era superior 1,50 metros.

Se iniciaba con una bomba de 200 m3/h con el variador de frecuencia al 60% y se aumentaba en escalas del 20%.

Si al 100% de funcionamiento de una bomba de 200 m3/h no se conseguía bombear el caudal de entrada se desconectaba esta y se conectaba una bomba 500 m3/h con el variador de frecuencia al 60% y se procedía de la misma manera que se indica para la bomba de 200 m3/h.

Llegado al límite del 100% de la bomba de 500 m3/h se conectaba de nuevo una bomba de 200 m3/h. A partir de ahí se seguía el mismo procedimiento lógico indicado anteriormente.

De la misma manera se realizaba el mismo proceso a la inversa, conforme se reducían los caudales de entrada.

La parada total de las bombas se realizaba cuando la cota de lámina de agua del pozo de agua bruta era inferior a 0,60 metros. Debido al riesgo de dejar a las bombas trabajando en seco.

Hay que destacar que, si bien este proceso debía de funcionar en modo automático, los técnicos en programación estaban realizando unos ajustes en este sistema y era necesario operar de manera manual. La planta aun se encuentra en periodo de garantía y se están resolviendo las incidencias detectadas tras su puesta en marcha.



Compuerta derivación depósito laminación-reactor biológico

En función del caudal tratado por los tamices rotativos se deriva caudal al depósito de laminación. El protocolo era el siguiente:

Durante el periodo de prácticas los caudales diarios normales de la planta oscilaban entre 2.000 y 2.500 m3/día. Como la capacidad útil del depósito laminación es de 2.130 m3, se derivaban todos los caudales al depósito de laminación y solo se operaba el sistema MBR alternando una línea por hora, con paros de una hora.

Durante episodios de lluvias, en función de la entrada de agua en la planta, se deriva parte del caudal al reactor biológico para evitar vertidos. Es entonces cuando en función del caudal se ponen en marcha 2 o 3 líneas de la planta y se deriva el caudal que extraen al reactor biológico.

Bombeo depósito laminación

En conjunto con la compuerta de derivación mencionada anteriormente se ponía en marcha dicho depósito. Normalmente se programaba para funcionar en horario nocturno. Si bien cabe decir que ante amenazas de episodios de fuertes lluvias o ante un aviso de descarga de los tanques de tormenta del polígono industrial de Torrellano Elx Parc Industrial, se vaciaba por completo dicho depósito para dar margen de maniobra de la planta ante grandes afluentes de caudal.

Aireación reactor biológico

En función de los requerimientos de oxígeno se activaba o desactivaba la aireación del reactor biológico en intervalos por horas. Esto era comunicado en el libro de ordenes, en el cual se fijaba la cantidad de oxigeno disuelta en agua y las horas de aplicación de éste.

En función de dichos requerimientos se activaban las soplantes necesarias con la variación de frecuencia necesaria. Se ajustaba tomando como referencia el oxímetro instalado en el reactor biológico.

Dichas necesidades eran mucho mayor en función de la concentración de MLSS. Esto se debía a que a levadas concentraciones del fango el oxígeno disuelto se apelmazaba en burbujas más gruesas, siendo la superficie de contacto de estás burbujas por volumen de burbuja mucho menor. Por tanto se perdía eficacia en la aireación del reactor biológico conforme era mayor dicha concentración.

Marcha-Paro líneas de membranas

La forma de operar es la que se comenta para compuerta de derivación depósito laminación-reactor biológico. Durante episodios de lluvias, en función de la entrada de agua en la planta, se deriva parte del caudal al reactor biológico para evitar vertidos. Es entonces cuando en función del caudal se ponen en marcha 2 o 3 líneas de la planta y se deriva el caudal que extraen al reactor biológico.



Recirculación de fangos

En función de los resultados obtenidos del análisis de los nitritos y los nitratos se ajusta la recirculación de fangos. Esto viene indicado en el libro de órdenes. Dicho parámetro de recirculación viene referido al porcentaje de caudal de entrada al reactor biológico.

Derivación de caudales a los diferentes puntos de vertido

En función de la demanda por los usuarios se operaban las bombas y/o compuertas desde el sistema para enviar el efluente final a los diferentes destinatarios:

Nº1. Acequia de Agricultores. Nº2. Clot de Galvany. Nº3. Balsa de regantes adyacente. Nº4. Riegos de Levante. Nº5. Lagunas naturales.

Purga y espesamiento de fangos

En función de la concentración de MLSS en el reactor biológico se ajusta el tiempo de purga y espesamiento de fangos en el sistema. Esto viene indicado en el libro de órdenes.

Deshidratación de fangos.

En función de la cantidad fango espesado en el depósito de almacenamiento de fango espesado y de la programación prevista en la purga y espesado se ajusta el tiempo de deshidratado en centrífuga. Viene indicado en el libro de órdenes.

6.3 Implantación ISO 9001

Una de las labores a realizar era la implantación del sistema de calidad ISO 9001 en la planta. Para conseguir la certificación de dicho proceso. Para ello hubo que planificar un mapa de documentación. Se detalla en el apartado correspondiente.

6.4 Estudio optimización MBR

Entre otras labores solicitadas por la empresa se pidió un estudio del funcionamiento del sistema para estudiar las posibles mejoras en el proceso. Si bien no se pudo realizar un estudio de optimización propiamente dicho puesto que las instalaciones se encuentran en periodo de garantía y había que ceñirse a los criterios de explotación expuestos en el proyecto. Se detallada en el apartado correspondiente.

7. Implantación ISO 9001

Las empresas necesitan cada vez más contar en sus estructuras con profesionales preparados para desarrollar, implantar y mantener los sistemas de gestión, al tiempo que están exigiendo a sus proveedores la incorporación de estos profesionales como garantía de sus propios sistemas.



Por otra parte, la globalización de la economía ha puesto de manifiesto la demanda del mercado de armonizar los perfiles de estos profesionales, lo que ha hecho surgir la necesidad de un sistema que permita garantizar su capacitación, proporcionando a las empresas un elemento de confianza.

Para satisfacer esta necesidad, se establece la certificación de personas. La certificación de personas garantiza las competencias profesionales de las personas mediante la comprobación de unos requisitos de titulación, formación, experiencia u otras características, a través de un organismo independiente.

Es un reconocimiento profesional de competencias y habilidades.

Los beneficios de la certificación son:

La certificación de personas garantiza que dispone de unas competencias mínimas, avaladas por una entidad independiente a través de un proceso de certificación adecuado e imparcial.

La certificación contribuye a su desarrollo personal y profesional dando la seguridad de poseer las pautas adecuadas para llevar a cabo el trabajo.

Los profesionales certificados están siempre al día en cuanto a los nuevos conocimientos y estrategias de gestión, disponiendo de las herramientas óptimas para la mejora continua.

La certificación garantiza los conocimientos, competencias, habilidades y experiencia de los profesionales.

Se tiene la confianza de que se cuenta con profesionales cualificados de los que se obtiene productividad desde el primer día.

La certificación es un incentivo para los empleados, al tener a disposición una certificación reconocida a nivel nacional e internacional y avalada por un organismo acreditado.

En el caso de los auditores, además se tiene la confianza a la hora de avalar la cualificación de los mismos y asegura las competencias necesarias para llevar a cabo las auditorías, con las garantías necesarias.

7.1 Certificación sistema de gestión de calidad

La certificación del sistema de gestión de la calidad de Aigües d'Elx conforme a la norma ISO 9001 representa la verificación independiente y periódica por parte de un organismo externo de que la gestión y prestación del servicio de nuestra empresa se realiza de tal forma que está garantizada la mejora continua en sus procesos y actividades, asegurando que éstos se desarrollan con calidad y eficiencia, con el fin último de conseguir la satisfacción de los clientes, y el cumplimiento de los objetivos definidos por la Política de Calidad de la organización.

Así, se identifican los procesos y actividades críticas para la consecución de los diferentes objetivos, planificando las acciones necesarias para el cumplimiento de los requisitos procedimentales, normativos y legales.

Se establecen de este modo los criterios de aceptabilidad de los procesos así como los compromisos que se adquieren con los clientes tales como: Plazo de alta para la contratación del servicio (instalación del contador), Exactitud en la lectura, facturación y cobro, aviso de



exceso de consumo, Aviso de cortes programados, plazo de reposición del suministro, respuesta a las reclamaciones, etc.

Del mismo modo, para garantizar la excelencia empresarial, se pone a disposición de los clientes los mejores canales de información y de contacto con la empresa sobre la gestión del servicio prestado en general y sobre su contrato en particular, apostando por la multiplicidad de canales de atención al cliente: Oficina Virtual, CAT, oficina Presencial, en factura, sms, e-mail. Estos compromisos quedan plasmados en la política de calidad de la empresa (Figura 7.1).



Figura 7.1 Política de gestión de calidad y medio ambiente Aigües d'Elx



7.2 Estrategia a seguir para la implantación del sistema ISO 9001

En primer lugar se tomó como punto de partida la documentación existente en la EDAR de Algorós, perteneciente a esta misma empresa. A partir de esta base de partida había que tener en cuenta los procesos, maquinaria e instrumentación propia de la EDAR de Arenales del Sol y como se ha comentado anteriormente el estudio de todos los manuales.

Se realizaron entrevista tanto con el encargado, capataz, operadores y operarios de mantenimiento de la planta para tener en cuenta la experiencia adquirida en el tiempo de funcionamiento de la planta para la mejora de los procedimientos a establecer.

El plan de trabajo inicial para la implantación del sistema de calidad se redujo a la elaboración de los siguientes documentos:

Toma de datos. Lista de residuos generados. Listado de Espacios Confinados EDAR Arenales del Sol. Lista de Productos Químicos en Planta y Condiciones de Recepción EDAR Arenales

del Sol. Stock Mínimo de Productos Químicos en Planta EDAR Arenales del Sol. Lista de Productos Químicos de Mantenimiento EDARs Elx Esquema general EDAR Arenales del Sol. Calibración Sondas de Campo EDAR Arenales del Sol. Plan de Explotación EDAR Arenales del Sol. Plan de muestreo. Plan de mantenimiento. Control de emisiones. Toma de Muestras EDAR Arenales del Sol. Preparación cubas polielectrolito EDARs Elx. Centrífugas EDARs Elx. Limpieza química de membranas EDAR de Arenales del Sol.

De los manuales y procedimientos descritos anteriormente tuve la responsabilidad de redactar los siguientes:

Esquema general EDAR Arenales del Sol. Centrífugas EDARs Elx. Limpieza química de membranas EDAR de Arenales del Sol. Lista de Productos Químicos en Planta y Condiciones de Recepción EDAR Arenales

del Sol. Lista de Productos Químicos de Mantenimiento EDARs Elx. Listado de Espacios Confinados EDAR Arenales del Sol. Plan de Explotación EDAR Arenales del Sol. Preparación cubas polielectrolito EDARs Elx. Calibración Sondas de Campo EDAR Arenales del Sol. Stock Mínimo de Productos Químicos en Planta EDAR Arenales del Sol. Toma de Muestras EDAR Arenales del Sol.



A continuación se describe brevemente el contenido de los documentos de calidad elaborados:

Esquema general EDAR Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría listas y esquemas. Se compone de una foto aérea en de la planta en la cual se pueden observar a grandes rasgos todos los elementos de la planta y de un diagrama de bloques de procesos.

Centrífugas EDARs Elx:

El presente documento pertenece a la categoría instrucciones de trabajo. Es un documento global para las tres EDAR d’Elx que sustituye a uno anterior. En él se describen los fundamentos de funcionamiento de las deshidratadoras centrífugas y los diferentes modos de operación del proceso.

Limpieza química de membranas EDAR de Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría instrucciones de trabajo. Es un documento particular para la EDAR Arenales del Sol. En él se describen las maniobras necesarias para llevar acabo la limpieza química de los módulos de membranas. Además se complementa con un diagrama de trabajo y un listado de comprobaciones.

Lista de Productos Químicos en Planta y Condiciones de Recepción EDAR Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría listas y esquemas. Se compone de una tabla con un listado de los productos químicos principales en planta, donde se describe la ubicación en la que se encuentra, si se dispone certificado de análisis de dichos productos, si es necesaria su comprobación del número de lote y una descripción del producto.

Lista de Productos Químicos de Mantenimiento EDARs Elx:

El presente documento pertenece a la categoría instrucciones de trabajo. Es un documento global para las tres EDAR d’Elx que sustituye a uno anterior. Se compone de una tabla con un listado de pequeños productos químicos, donde se indica el producto, la marca comercial, proveedor y un código de seguimiento interno.

Listado de Espacios Confinados EDAR Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría listas y esquemas. Se compone de una tabla con un listado de los espacios confinados en planta. Donde se describe la ubicación en la que se encuentra, la clasificación de dicho espacio (espacio confinado o posible atmósfera peligrosa), si es necesaria autorización para trabajar en dichos espacios y la descripción de los trabajos que se pueden realizar en ellos sin autorización.

Plan de Explotación EDAR Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría de planes. Es un documento particular para la EDAR Arenales del Sol. En él se define de forma específica las condiciones habituales de



operación en los diferentes procesos así como las tareas a realizar por el personal implicado en la Explotación de las instalaciones.

La correcta explotación de la planta depuradora EDAR Arenales del Sol supone la puesta en marcha de una serie de planes de control de las operaciones a realizar, así como tratar toda la información relevante acerca del estado de los diferentes procesos.

Es pues, de extraordinaria importancia la elaboración y ejecución del Plan de Explotación, así como la introducción de posibles mejoras en las diferentes etapas del proceso, en base a la experiencia adquirida durante el funcionamiento de la planta.

Para la consecución de los objetivos de calidad fijados es necesario el correcto funcionamiento de todos y cuantos elementos dispone la planta depuradora, así como el establecimiento de una metodología que permita la optimización de las diferentes etapas del proceso de depuración.

Dicha metodología pasa, en primer lugar, por el cumplimiento del plan de mantenimiento de las instalaciones, tanto de la planta depuradora como de las estaciones de bombeo dependientes de ella, y por el establecimiento de las diversas secuencias de funcionamiento de los diferentes elementos, niveles, caudales, períodos de purga, etc., así como por la obtención de cuanta información se pueda obtener sobre el estado del proceso de depuración.

Preparación cubas polielectrolito EDARs Elx:

El presente documento pertenece a la categoría instrucciones de trabajo. Es un documento global para las tres EDAR d’Elx. En él se describe el proceso de preparación de las cubas de polielectrolito, el ajuste de la dosis y la finalización de la preparación.

Calibración Sondas de Campo EDAR Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría instrucciones de calibración. Se establecen los criterios que se deben tener en cuenta a la hora de dar como aceptadas las verificaciones realizadas de los equipos de campo. Además hay que tener en cuenta que se puede realizar un gráfico de control de los oxímetros y sólidos en suspensión mediante SCADA.

Las sondas de campo para los que se han elaborado los procedimientos de calibración son:

Conductímetros Turbidímetros Sondas de Redox portátiles Sondas de sólidos en suspensión Sondas de pH Sondas de oxígeno Transductores de presión

Stock Mínimo de Productos Químicos en Planta EDAR Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría listas y esquemas. Se compone de una tabla con un listado de los productos químicos principales en planta. Donde se describe la



ubicación en la que se encuentra y la cantidad mínima almacenada para la cual hay que realizar un nuevo pedido.

Toma de Muestras EDAR Arenales del Sol:

El presente documento pertenece a la categoría instrucciones de trabajo. Es un documento particular para la EDAR Arenales del Sol. En él se describen la metodología para la toma de muestras que se realizan en la planta.

La toma de muestras presenta una serie de características generales en su metodología, sea cual sea la naturaleza de la muestra:

Los responsables de la toma de muestras son los Operarios de planta, siendo puntualmente remplazados, si se considera necesario, por quién estime el Jefe de Procesos.

La recogida de muestras se realizará con la periodicidad indicada en el “Plan de muestreo analítico”. Las muestras se conservarán en el frigorífico si no van a ser analizadas en el día.

Existen varios tipos de muestra en función de su toma: Muestras integradas: Son aquellas muestras compuestas por la suma de volúmenes

determinados recogidos cada hora. Cada uno de estos volúmenes será proporcional al caudal de agua o fango de que se trate.

Muestras compuestas: Son aquellas muestras formadas por una serie de volúmenes recogidos en tiempos distintos variables y que no son proporcionales a caudal alguno.

Muestras puntuales: Son aquellas muestras que se corresponden con un volumen único tomado en un momento determinado.

Las muestras que se toman para su análisis son las siguientes: Muestra de agua bruta Muestra de agua tratada Muestra licor mezcla Muestra fango recirculación Muestra de fango espesado Muestra de fango deshidratado Muestra de escurrido Muestra microbiológica Muestra polielectrolito

8. Estudio del funcionamiento de la planta

Una de las cuestiones que desea estudiar la dirección de Aigües d’Elx es la posibilidad de mejorar el proceso de permeado de las membranas. En definitiva se quería optimizar dicho proceso. Para ello se decidió ver el proceso de ensuciamiento de las membranas para evaluar la posibilidad de dilatar las limpiezas químicas más en el tiempo.

Para ello se han tomado los datos disponibles del sistema SCADA para su análisis. La lista de datos que se dispone va desde el 10 de febrero del presente año hasta el 8 de agosto. Debido a diversos problemas en el sistema no se dispone de la lista completa.



Debido a un error en la sonda de medición altura del reactor biológico no se dispone de la presión transmembránica desde los 10/02/2012 hasta el 05/03/2012. Además debido a diversos problemas con el subsistema de almacenamiento de datos del sistema SCADA tampoco se disponen de datos desde los días 28/03/2012 al 05/04/2012, 28/04/2012 al 11/05/2012 y del 23/05/2012 al 31/05/2012. Quedando el calendario de datos disponibles de la siguiente manera (Tabla 8.1):

Tabla 8.1 Calendario de datos MBR

FEBRERO

L M X J V S D

1 2 3 4 5

6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26

27 28 29

ABRIL

L M X J V S D

1

2 3 4 5 6 7 8

9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 20 21 22

23 24 25 26 27 28 29

30

MARZO

L M X J V S D

1 2 3 4

5 6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24 25

26 27 28 29 30 31

MAYO

L M X J V S D

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12 13

14 15 16 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27

28 29 30 31



JUNIO

L M X J V S D

1 2 3

4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17

18 19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30

Los datos obtenidos son de las 12 líneas de permeado. Hay que recordar que cada línea de permeado se compone de 8 módulos de membranas. La distribución de las líneas es en 6 hileras de dobles módulos. Donde cada una de estas 6 hileras posee dos líneas de permeado, la superior y la inferior.

Estos datos son horarios, ya que el sistema registra 1 dato de cada línea de permeado por cada hora del día. De ellos se ha extraído un valor medio del ciclo de permeado, puesto que en algunos momentos las membranas se encuentran en modo paro. Cabe recordar que por cada 9 minutos 1 es de limpieza en el modo de operación. Por lo que si al tomar el dato el sistema de almacenamiento de esa hora la línea se encontraba en modo paro o limpieza el dato no es válido.

Para realizar la investigación se ha decidido estudiar los datos de tres líneas tomados al azar. Otros de los datos que se va a utilizar es el registro de las limpiezas químicas efectuadas mediante hipoclorito sódico en las membranas (Tabla 8.2).

Tabla 8.2 Registro limpiezas químicas en membranas

Día Dosis (ppm) Línea Posición pH 20/10/2011 3000 B4 INFERIOR 11,4 20/10/2011 3000 B2 INFERIOR 11,4 20/10/2011 3000 B2 SUPERIOR 11,4 22/11/2011 3000 A3 INFERIOR 11,3 22/11/2011 3000 B4 INFERIOR 11,3 22/11/2011 3000 A4 SUPERIOR 11,3 01/12/2011 3000 B1 INFERIOR 11,4 01/12/2011 3000 B1 SUPERIOR 11,4 09/12/2011 3000 B4 INFERIOR 11,4 09/12/2011 3000 B4 SUPERIOR 11,4 19/12/2011 3000 A4 INFERIOR 11,7 19/12/2011 3000 B4 INFERIOR 11,7 21/12/2011 3000 A1 SUPERIOR 11,4 21/12/2011 3000 A1 INFERIOR 11,4



Día Dosis (ppm) Línea Posición pH 12/01/2012 3000 A3 SUPERIOR 11,3 12/01/2012 3000 A3 INFERIOR 11,3 19/01/2012 3000 A4 SUPERIOR 11,5 19/01/2012 3000 A4 INFERIOR 11,5 26/01/2012 3000 B4 SUPERIOR 11,3 26/01/2012 3000 B4 INFERIOR 11,3 26/01/2012 3000 B1 INFERIOR 11,3 16/02/2012 3000 B1 SUPERIOR 11,7 16/02/2012 3000 A4 INFERIOR 11,7 16/02/2012 3000 A3 INFERIOR 11,7 16/02/2012 3000 A4 SUPERIOR 11,7 29/03/2012 3000 B4 INFERIOR 11,7 29/03/2012 3000 A1 INFERIOR 11,7 29/03/2012 3000 A4 INFERIOR 11,7 19/04/2012 3000 B1 INFERIOR 11,7 19/04/2012 3000 B2 INFERIOR 11,7 19/04/2012 3000 A3 INFERIOR 11,7 19/04/2012 3000 A4 SUPERIOR 11,7 El modo de operación del sistema MBR es a caudal constante. El propio sistema regula las bombas aumentando y disminuyendo la frecuencia de éstas en función de las lecturas obtenidas por el caudalímetro situado en la línea de permeado, mediante el variador de frecuencia. De tal forma se consigue que el sistema trabaje a caudal constante siendo la presión transmembránica una variable dependiente de la resistencia que opone la membrana y la torta formada al filtrar el caudal fijado.

Se ha tomado la decisión de realizar el estudio para 6 líneas de permeado, concretamente para las líneas:

B-4 Superior B-4 Inferior B-2 Superior B-2 Inferior B-1 Superior B-1 Inferior

Las 4 líneas de permeado B-1 y B-2 superiores e inferiores comparten una soplante de aireación de membranas. Las líneas B-4 superior e inferior comparten la soplante de aireación con otras dos líneas de permeado, las A-1 superior e inferior.

Las membranas de las 6 líneas de permeado comentadas se encuentran todas en la misma cámara de membranas. Hay que recordar que el reactor biológico se encuentra dividido completamente a la mitad, quedando las membranas de las líneas A en otro compartimento del que se encuentran las membranas de las líneas de permeado B.



Los datos representados son los referentes a la TMP y MLSS para las fechas de los que se dispone datos del sistema MBR. También se ha incluido el caudal que es un dato que se considera constante para un mismo ciclo de filtrado, ya que el modo de operación de las membranas es a presión constante.

8.1 Línea B-4 Superior

En la Tabla 8.3 se representan los datos de caudal, TMP de la línea de permeado y la MLSS en el reactor.

Tabla 8.3 Datos extraídos línea de permeado B-4 Superior y MLSS en reactor biológico

Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 06/03/2012 20,23 66,24 10920 07/03/2012 20,16 81,78 10480 08/03/2012 20,10 84,29 11030 09/03/2012 20,44 84,69 11570 10/03/2012 19,76 84,19 11610 11/03/2012 11640 12/03/2012 11680 13/03/2012 20,07 82,45 11710 20/03/2012 20,41 92,71 11930 21/03/2012 20,11 95,37 12480 22/03/2012 20,08 92,89 13020 23/03/2012 20,15 91,10 13150 24/03/2012 20,25 91,75 13280 25/03/2012 20,46 93,13 13420 26/03/2012 19,91 90,49 13550 27/03/2012 20,42 90,02 13680 06/04/2012 20,19 91,66 14660 07/04/2012 20,11 91,83 14610 08/04/2012 20,07 92,84 14560 10/04/2012 20,18 92,39 14510 11/04/2012 19,91 86,97 14930 12/04/2012 20,08 93,80 15340 13/04/2012 20,08 94,02 15960 14/04/2012 20,17 91,60 16590 15/04/2012 20,10 92,01 17210 16/04/2012 20,17 94,16 17840 17/04/2012 18460 18/04/2012 20,27 97,57 16520 20/04/2012 20,12 94,58 15360 21/04/2012 20,09 93,98 15230 24/04/2012 19,98 91,43 14860



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 25/04/2012 20,05 87,26 14720 26/04/2012 14580 27/04/2012 19,01 81,54 14260 11/05/2012 12990 12/05/2012 12960 13/05/2012 20,06 84,84 12940 14/05/2012 20,10 84,44 12910 15/05/2012 20,10 83,46 12880 16/05/2012 20,06 85,11 12800 17/05/2012 20,10 82,83 12720 18/05/2012 20,10 85,26 12640 19/05/2012 12560 20/05/2012 20,05 83,52 12480 22/05/2012 19,91 84,23 12400 01/06/2012 20,19 80,80 12010 02/06/2012 21,01 84,70 11960 03/06/2012 20,85 84,42 11910 04/06/2012 20,11 78,56 11860 05/06/2012 20,53 83,15 11810 06/06/2012 20,39 81,00 11760 07/06/2012 20,92 83,14 11710 08/06/2012 20,36 82,96 11690 8.2 Línea B-4 Inferior

En la Tabla 8.4 se representan los datos de caudal, TMP de la línea de permeado y la MLSS en el reactor. Además se señala la fecha en la que se realizaron limpiezas químicas para dicha línea de membranas.

Tabla 8.4 Datos extraídos línea de permeado B-4 Inferior y MLSS en reactor biológico

Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 06/03/2012 15,50 64,00 10920 07/03/2012 15,53 82,12 10480 08/03/2012 15,25 81,39 11030 09/03/2012 14,41 75,45 11570 10/03/2012 16,04 87,81 11610 11/03/2012 11640 12/03/2012 11680 13/03/2012 16,04 83,79 11710 20/03/2012 16,15 101,06 11930 21/03/2012 16,07 110,13 12480



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 22/03/2012 16,04 107,84 13020 23/03/2012 16,02 101,72 13150 24/03/2012 16,07 77,08 13280 25/03/2012 16,05 101,17 13420 26/03/2012 15,95 67,56 13550 27/03/2012 16,03 100,50 13680 29/03/2012 LIMPIEZA QUÍMICA 06/04/2012 20,02 87,63 14660 07/04/2012 20,00 88,89 14610 08/04/2012 20,00 87,90 14560 10/04/2012 20,12 94,86 14510 11/04/2012 19,87 89,31 14930 12/04/2012 20,02 97,58 15340 13/04/2012 20,08 103,09 15960 14/04/2012 20,03 100,15 16590 15/04/2012 19,93 99,77 17210 16/04/2012 20,19 97,31 17840 17/04/2012 18460 18/04/2012 20,17 105,47 16520 20/04/2012 20,45 104,99 15360 21/04/2012 20,02 110,74 15230 24/04/2012 19,90 101,33 14860 25/04/2012 19,96 105,76 14720 26/04/2012 14580 27/04/2012 18,43 93,89 14260 11/05/2012 12990 12/05/2012 12960 13/05/2012 20,02 101,64 12940 14/05/2012 20,05 107,99 12910 15/05/2012 20,01 103,73 12880 16/05/2012 19,95 110,94 12800 17/05/2012 20,01 104,10 12720 18/05/2012 20,03 103,86 12640 19/05/2012 12560 20/05/2012 19,93 98,19 12480 22/05/2012 19,69 98,95 12400 01/06/2012 20,03 100,20 12010 02/06/2012 20,44 104,45 11960 03/06/2012 20,22 105,94 11910 04/06/2012 20,01 97,73 11860 05/06/2012 20,19 95,08 11810



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 06/06/2012 20,19 101,40 11760 07/06/2012 20,23 104,98 11710 08/06/2012 20,14 107,23 11690 8.3 Línea B-2 Superior



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 06/03/2012 22,20 90,97 10920 07/03/2012 22,14 93,91 10480 08/03/2012 22,05 99,13 11030 09/03/2012 21,92 88,06 11570 10/03/2012 22,95 110,71 11610 11/03/2012 22,59 130,08 11640 12/03/2012 21,20 128,19 11680 13/03/2012 22,04 85,33 11710 20/03/2012 22,07 90,64 11930 21/03/2012 22,07 93,04 12480 22/03/2012 22,02 92,54 13020 23/03/2012 22,10 92,80 13150 24/03/2012 22,51 96,21 13280 25/03/2012 22,12 95,86 13420 26/03/2012 22,32 97,62 13550 27/03/2012 22,34 92,74 13680 06/04/2012 22,36 100,27 14660 07/04/2012 22,16 100,61 14610 08/04/2012 21,99 104,41 14560 10/04/2012 22,12 97,37 14510 11/04/2012 22,04 95,95 14930 12/04/2012 22,25 98,86 15340 13/04/2012 22,12 99,09 15960 14/04/2012 22,62 103,43 16590 15/04/2012 22,29 102,20 17210 16/04/2012 22,10 111,51 17840 17/04/2012 22,22 102,26 18460 18/04/2012 16520 20/04/2012 22,14 83,90 15360 21/04/2012 22,19 84,69 15230



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 24/04/2012 22,15 84,73 14860 25/04/2012 22,63 84,21 14720 26/04/2012 22,32 84,88 14580 27/04/2012 22,38 82,85 14260 11/05/2012 12990 12/05/2012 22,59 85,61 12960 13/05/2012 22,23 85,01 12940 14/05/2012 22,68 83,26 12910 15/05/2012 22,46 81,31 12880 16/05/2012 22,43 80,65 12800 17/05/2012 22,12 81,09 12720 18/05/2012 23,20 81,21 12640 19/05/2012 22,89 84,49 12560 20/05/2012 22,56 82,25 12480 22/05/2012 22,53 84,43 12400 01/06/2012 22,03 76,21 12010 02/06/2012 22,06 79,25 11960 03/06/2012 22,02 78,27 11910 04/06/2012 22,03 77,97 11860 05/06/2012 22,07 76,96 11810 06/06/2012 22,04 75,34 11760 07/06/2012 22,08 74,13 11710 08/06/2012 22,16 75,31 11690 8.4 Línea B-2 Inferior



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 06/03/2012 20,20 106,81 10920 07/03/2012 20,15 109,96 10480 08/03/2012 20,23 112,11 11030 09/03/2012 19,93 110,58 11570 10/03/2012 20,12 109,64 11610 11/03/2012 20,02 112,69 11640 12/03/2012 20,03 111,21 11680 13/03/2012 20,06 106,06 11710 20/03/2012 20,13 116,07 11930



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 21/03/2012 20,05 120,38 12480 22/03/2012 20,02 119,07 13020 23/03/2012 20,17 119,97 13150 24/03/2012 20,72 124,69 13280 25/03/2012 20,12 124,66 13420 26/03/2012 20,31 127,03 13550 27/03/2012 20,48 120,55 13680 06/04/2012 18,53 123,10 14660 07/04/2012 18,36 124,33 14610 08/04/2012 18,45 125,46 14560 10/04/2012 18,17 118,89 14510 11/04/2012 18,05 119,13 14930 12/04/2012 18,55 121,65 15340 13/04/2012 18,42 122,19 15960 14/04/2012 18,85 127,49 16590 15/04/2012 18,61 127,72 17210 16/04/2012 18,67 129,75 17840 17/04/2012 18,52 131,52 18460 18/04/2012 16520 19/04/2012 LIMPIEZA QUÍMICA 20/04/2012 20,65 84,30 15360 21/04/2012 20,61 82,71 15230 24/04/2012 20,50 82,63 14860 25/04/2012 20,69 81,86 14720 26/04/2012 20,42 81,58 14580 27/04/2012 20,66 80,94 14260 11/05/2012 12990 12/05/2012 21,04 69,80 12960 13/05/2012 20,66 67,59 12940 14/05/2012 20,99 65,65 12910 15/05/2012 20,79 62,25 12880 16/05/2012 20,67 59,97 12800 17/05/2012 20,31 60,31 12720 18/05/2012 21,52 58,46 12640 19/05/2012 21,09 58,34 12560 20/05/2012 20,79 56,38 12480 22/05/2012 20,58 57,92 12400 01/06/2012 20,09 33,77 12010 02/06/2012 20,25 49,81 11960 03/06/2012 20,03 45,63 11910 04/06/2012 20,02 39,77 11860



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 05/06/2012 20,07 37,16 11810 06/06/2012 20,06 32,47 11760 07/06/2012 20,06 50,31 11710 08/06/2012 22,16 57,93 11690 8.5 Línea B-1 Superior



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 06/03/2012 21,80 76,86 10920 07/03/2012 20,10 78,82 10480 08/03/2012 20,06 79,63 11030 09/03/2012 19,93 77,17 11570 10/03/2012 20,04 77,93 11610 11/03/2012 20,03 80,35 11640 12/03/2012 20,04 76,89 11680 13/03/2012 20,05 73,71 11710 20/03/2012 20,05 77,42 11930 21/03/2012 20,08 82,08 12480 22/03/2012 20,06 79,54 13020 23/03/2012 20,21 80,98 13150 24/03/2012 20,46 84,39 13280 25/03/2012 20,12 85,90 13420 26/03/2012 20,39 85,92 13550 27/03/2012 20,25 79,65 13680 06/04/2012 20,44 92,14 14660 07/04/2012 20,47 92,48 14610 08/04/2012 20,41 94,33 14560 10/04/2012 20,19 88,04 14510 11/04/2012 20,02 87,42 14930 12/04/2012 20,44 91,86 15340 13/04/2012 20,30 92,36 15960 14/04/2012 20,80 94,05 16590 15/04/2012 20,67 96,78 17210 16/04/2012 20,51 94,24 17840 17/04/2012 20,40 92,15 18460 18/04/2012 20,15 94,98 16520 20/04/2012 20,13 95,37 15360



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 21/04/2012 20,19 94,02 15230 24/04/2012 20,07 90,40 14860 25/04/2012 20,57 91,64 14720 26/04/2012 20,34 92,73 14580 27/04/2012 20,40 90,41 14260 11/05/2012 12990 12/05/2012 20,28 92,43 12960 13/05/2012 20,12 94,26 12940 14/05/2012 20,11 90,78 12910 15/05/2012 20,34 89,00 12880 16/05/2012 20,32 88,31 12800 17/05/2012 20,09 88,45 12720 18/05/2012 20,40 87,52 12640 19/05/2012 20,30 90,42 12560 20/05/2012 20,46 89,97 12480 22/05/2012 20,33 92,91 12400 01/06/2012 20,07 84,26 12010 02/06/2012 20,17 86,07 11960 03/06/2012 20,06 87,14 11910 04/06/2012 20,05 85,41 11860 05/06/2012 20,07 85,81 11810 06/06/2012 20,13 82,91 11760 07/06/2012 20,06 80,47 11710 08/06/2012 20,14 84,31 11690 8.6 Línea B-1 Inferior



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 06/03/2012 20,28 110,97 10920 07/03/2012 20,11 115,15 10480 08/03/2012 20,24 117,00 11030 09/03/2012 19,94 112,81 11570 10/03/2012 20,06 113,44 11610 11/03/2012 20,00 115,73 11640 12/03/2012 19,90 115,85 11680 13/03/2012 20,04 108,85 11710



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 20/03/2012 20,07 115,31 11930 21/03/2012 19,89 117,41 12480 22/03/2012 19,99 116,64 13020 23/03/2012 20,07 118,17 13150 24/03/2012 20,31 122,00 13280 25/03/2012 20,06 122,06 13420 26/03/2012 20,20 124,37 13550 27/03/2012 20,00 119,35 13680 06/04/2012 20,04 130,93 14660 07/04/2012 19,85 132,72 14610 08/04/2012 19,75 134,68 14560 10/04/2012 19,86 126,92 14510 11/04/2012 20,02 127,44 14930 12/04/2012 19,97 132,84 15340 13/04/2012 19,89 134,12 15960 14/04/2012 19,22 127,62 16590 15/04/2012 19,03 127,50 17210 16/04/2012 19,10 128,40 17840 17/04/2012 18,97 125,58 18460 18/04/2012 18,11 127,77 16520 19/04/2012 LIMPIEZA QUÍMICA 20/04/2012 20,23 69,62 15360 21/04/2012 20,08 71,46 15230 24/04/2012 20,08 72,80 14860 25/04/2012 20,58 74,67 14720 26/04/2012 20,27 79,13 14580 27/04/2012 20,36 76,10 14260 11/05/2012 12990 12/05/2012 20,08 87,96 12960 13/05/2012 20,04 88,48 12940 14/05/2012 20,03 86,05 12910 15/05/2012 19,96 83,56 12880 16/05/2012 20,01 83,83 12800 17/05/2012 19,99 84,08 12720 18/05/2012 19,95 83,52 12640 19/05/2012 20,04 84,70 12560 20/05/2012 20,27 85,21 12480 22/05/2012 20,02 88,18 12400 01/06/2012 19,98 80,00 12010 02/06/2012 19,98 81,97 11960 03/06/2012 19,99 83,46 11910



Fecha Caudal (m3/h) TMP (mbar) MLSS (mg/L) 04/06/2012 19,98 82,87 11860 05/06/2012 20,15 81,57 11810 06/06/2012 19,93 78,99 11760 07/06/2012 20,03 76,27 11710 08/06/2012 20,09 79,24 11690 9. Resultados y discusión del estudio

Una vez analizados todos los datos se representan en gráficas para poder realizar un estudio del comportamiento del sistema respecto a la eficiencia de las limpiezas químicas realizadas y del efecto de la concentración de MLSS en las membranas.

Durante el estudio todas las líneas de permeado han trabajado unas 7 horas al día. Han sido paradas en alguna ocasión puntual por labores de mantenimiento rutinarias, por lo que se puede considerar que el tiempo de trabajo de las membranas es homogéneo para todas ellas. Cabe recordar que, por la manera de operar el MBR, el funcionamiento de cada línea de membranas es en momentos diferentes de cada día, pero siempre trabajando el mismo número de horas cada línea.

Como se ha comentado anteriormente los tiempos de operación son 9 minutos de marcha y 1 de paro con aireación. Por desgracia no se ha podido realizar variaciones sobre estos parámetros al tener ceñirse a las recomendaciones indicadas en el proyecto de construcción de la EDAR, debido a que la planta se encuentra en periodo de garantía.

Cabe mencionar que durante el periodo de filtración de 9 minutos la presión transmembránica se mantenía constante durante todo el ciclo.




En la Figura 9.1 se representa la TMP y concentración de MLSS de las fechas de las que se dispone datos, señalando el caudal para el cual estaban operando la línea de permeado B-4 Superior.

Figura 9.1 Representación TMP-MLSS-Q-tiempo Línea B-4 Superior

Como se observa en la gráfica, operar a elevadas concentraciones de MLSS no parece influir en la TMP. Además tras tres meses de operación casi no aumenta la TMP.

La concentración de MLSS es un dato que proviene de los ensayos del fango del reactor realizados por la empresa. La muestra es tomada en el mismo tanque donde se encuentran las membranas, para dicho estudio se da por válida la hipótesis que la concentración de MLSS en todo el tanque es homogénea. Estos valores son comunes para todas líneas del presente estudio.

Los valores de concentración de MLSS normales del reactor biológico oscilan entre 11.000 y 14.000 mg/L. Las concentraciones tan elevadas que se dan durante dicho periodo de estudio es un fenómeno forzado debido a la incapacidad que se produjo durante un periodo de 1 mes para realizar purgas del fango. Esto se debió a un fallo en las centrífugas de la planta, lo cual imposibilitó la eliminación del fango en exceso del reactor y por consiguiente el aumento de la concentración de éste.



9.2 Línea B-4 Inferior

En la Figura 9.2 se representa la TMP y concentración de MLSS de las fechas de las que se dispone datos, señalando el caudal para el cual estaban operando la línea de permeado B-4 Inferior.

Figura 9.2 Representación TMP-MLSS-Q-tiempo Línea B-4 Inferior

En esta gráfica se ha señalado con una línea azul la fecha en la que se realizó una limpieza química mediante hipoclorito sódico.

El valor que presenta la TMP después de realizar la limpieza química es similar al valor medio que tenía antes de la limpieza. Hay que destacar que el caudal de filtración incrementó en un 25% en las etapas posteriores a la limpieza y que la TMP se mantuvo en torno a valores entre 90 y 110 mbar, con menores oscilaciones con respecto a los valores obtenidos antes de la limpieza química.

Según el protocolo de funcionamiento de la planta, la limpieza química debe hacerse cada 3 o 4 meses o cuando la TMP supera valores de 100 mbar para caudales de 16 m3/h. A la vista de los resultados obtenidos la limpieza permitió un incremento en el caudal (hasta 20 m3/h) y un valor más constante de la TMP, indicando que la limpieza se produjo en el momento adecuado.

Además se observa lo mismo que para la línea de permeado B-4 Superior, no parece tener una gran influencia las elevadas concentraciones de MLSS en el reactor y el ensuciamiento es prácticamente inexistente durante los dos meses posteriores a la limpieza química.






Como en los casos anteriores, no parece tener influencia la concentración de sólidos en el reactor en la TMP.

Durante las primeras fechas de esta serie de datos se observa un gran aumento de la presión transmembránica que posteriormente se reduce sin ninguna explicación. Por desgracia no se dispone de más datos para comprender el motivo de dicho fenómeno. Si bien no parece lógico asimilarlo a un fenómeno de ensuciamiento de membranas, siendo más probablemente algún fallo puntual en los sensores de medición.

Además se observa una reducción de la presión transmembránica tras una limpieza química del piso inferior al que se encuentra esta línea, cuyos datos se encuentran en el apartado 9.4, Figura 9.4. Posiblemente los operadores, al realizar la limpieza de la línea B-2 inferior, dejarían abierta ésta línea y se introduciría algo de solución de limpieza en los módulos de membranas.






En la anterior gráfica se observa el efecto de la limpieza química, el cual supuso poder aumentar el caudal de permeado en 2 m3/h y a pesar de ello conseguir una reducción de la presión transmembránica de 50 mbar.

A partir de este momento, a pesar de que el caudal de permeado se mantuvo constante en 20 m3/h, los valores de TMP fueron disminuyendo hasta alcanzar cifras en torno a 30 mbar (100 mbar menos del máximo valor alcanzado). Esta disminución tan acusada parece corresponder con la disminución de los valores de MLSS, a diferencia de los casos anteriores.

El efecto conjunto de la disminución de MLSS y la presencia de sustancias químicas procedentes de la limpieza parece ser el motivo de la acusada disminución de la TMP.






Se observan los mismos comportamientos de estabilidad frente a grandes concentraciones de MLSS y mantenimiento en el tiempo, durante 3 meses, del estado de ensuciamiento de las membranas que en el caso de las líneas B-4 superior e inferior y B-2 superior.






En la Figura 9.6 se observa el efecto de la limpieza química, el cual supuso poder aumentar el caudal de permeado en 1 m3/h y a pesar de ello tener de una reducción de la presión transmembránica de unos 60 mbar.

Después de la limpieza química se produjo un descenso muy acusado de la TMP, de forma similar que en el caso de la línea B-2 inferior. Sin embargo los resultados posteriores fueron completamente diferentes, con un aumento progresivo de la TMP pero prácticamente inexistente un mes después de la limpieza, como ocurrió en el caso de la línea B-4 inferior.

9.7 Determinación del flujo crítico

Como se observa de las gráficas anteriores las condiciones normales de caudal permeado de las membranas de una línea de permeado es de 20 m3/h (este caudal es el permeado para 8 semimódulos de membranas).

Teniendo en cuenta que cada semimódulo tiene una superficie de membrana de 140 m2, la superficie de membrana que permea es de 1.120 m2.

Esto supone que el flujo es de 17,86 L/m2·h. Un flujo por debajo del flujo crítico que para este tipo de membranas suele ser de 25 L/m2·h.

9.8 Estudio de costes de tratamiento actuales y con mejora de flujo crítico

Se hace recomendable ampliar el caudal de filtrado de la membrana hasta alcanzar un flujo de permeado de 25 L/m2·h, lo que supondría alcanzar un caudal por línea de 28 m3/h y observar el efecto de ensuciamiento para este caudal. Ese sería el flujo crítico para este tipo



de membranas, lo cual permitiría un ahorro en costes energéticos, puesto que se incrementaría el caudal de permeado en un 40% manteniendo los tiempos de aireación de las membranas. Habría que controlar en todo momento que la presión transmembránica no supere los 200 mbar que es la máxima para la cual están diseñadas éstas membranas.

Esto supondría una gran mejora en la eficiencia del proceso de permeado puesto que dicho aumento de caudal no es significativo en el consumo energético de las bombas. Se debe a que las bombas de permeado se encuentran dimensionadas en exceso y para poder trabajar en un rango de presión y caudal apto para las membranas éstas son limitadas mediante reguladoras de presión. Además las bombas de permeado a pleno rendimiento tienen un consumo diez veces mejor que el de las soplantes de aireación. Todo esto hace que un aumento de caudal produzca un efecto despreciable en lo que aumento de consumo energético de las bombas de refiere.

Pero sí tendría una gran repercusión energética puesto que se reduciría drásticamente el tiempo de permeado manteniéndose las mismas condiciones de aireación de las membranas, que es el gran coste de operación de dicho sistema.

Si se realizara dicha medida, se estima que el tiempo medio de permeado de cada línea se reduciría de 7 a 5 horas, lo cual supondría un ahorro energético del 28,5%. Teniendo en cuenta que las 3 soplantes para aireación de las membranas trabajan con un rendimiento del 85%, que su potencia es de 75 kW cada una y que el precio medio anual del kW·h en dicha EDAR es de 0,08 €. Una reducción de 2 horas de trabajo diaria de cada soplante supondría un ahorro aproximado de 15.000 €/año. Es decir, un ahorro total de 1,86% de los costes de explotación anuales, quedando el presupuesto de explotación para dicha mejora según se indica en la Tabla 9.1 y las repercusiones porcentuales de los capítulos según la Figura 9.7.

Tabla 9.1 Costes explotación EDAR actual y propuesta de mejora. Año 2012

ACTUAL PROPUESTA MEJORA

CAPÍTULO Costes Variables (€) Costes Fijos (€) Costes

Variables (€) Costes Fijos (€)

Energía eléctrica 176.855,67 € 31.425,75 € 161.855,67 € 31.425,75 € Personal - € 260.000,00 € - € 260.000,00 € Reactivos 36.211,41 € - € 36.211,41 € - € Residuos 8.345,55 € - € 8.345,55 € - € Mantenimiento - € 167.046,80 € - € 167.046,80 € Reposición de membranas - € 91.200,00 € - € 91.200,00 € Varios - € 37.453,70 € - € 37.453,70 € Total descompuesto 221.412,63 € 587.126,25 € 206.412,63 € 587.126,25 € Total 808.538,88 € 793.538,88 € Ratio 0,2284 €/m³ 1.604,17 €/día 0,2129 €/m³ 1.604,17 €/día Ratio global 0,8340 €/m³ 0,8186 €/m³



Figura 9.7 Distribución de costes explotación EDAR actual y propuesta de mejora año 2012. (Fuente: Ripoll F.D., 2012)

9.9 Efecto de la concentración de MLSS en la transferencia de oxígeno en el reactor

Tras los datos observados en las líneas de permeado de estudio, se llega a la conclusión que el sistema de membranas es muy estable a elevadas concentraciones de solidos en suspensión en el licor mezcla. Se han obtenido incluso concentraciones de 18.000 mg/L, sin observarse un aumento significativo de aumento en la presión transmembránica para las condiciones de operación de la planta.

En los procesos biológicos de depuración tiene mucha importancia la transferencia de oxígeno. Es necesario indicar que un punto importante es la viscosidad y/o la concentración de SS que presenta el licor mezcla, ya que las condiciones reológicas del lodo influyen en la transferencia de oxígeno (Meng et al., 2007b). Yoon et al. (2004) han estudiado la influencia de la concentración de SS sobre la eficiencia de la transferencia de oxígeno. La Figura 9.8 muestra la transferencia de oxígeno en función de los SS por unidad de profundidad del tanque de aireación.



Figura 9.8 Eficiencia específica de transferencia de oxígeno en función de la concentración de SS (Fuente: Yoon et al., 2004)

10. Conclusiones

A pesar de que la serie de datos recopilada es muy limitada se han obtenido unas primeras conclusiones del estado del funcionamiento del biorreactor de membranas, que permiten dar unas recomendaciones para el futuro.

Cabe recordar que las instalaciones se encuentran en periodo de garantía, y por tanto no fue posible modificar ciertas variables de operación del sistema, ya que se hubiera incumplido con las recomendaciones de operación expuestas en el proyecto, y ello hubiera supuesto la pérdida de garantía de la planta. En los apartados siguientes se exponen las principales conclusiones.

10.1 Efecto de la concentración de MLSS

El sistema de filtración de membranas es estable frente a grandes concentraciones de sólidos en suspensión en el licor mezcla. Aunque no es aconsejable alcanzar dichas concentraciones debido a la gran pérdida en eficiencia en la transferencia de oxígeno.

10.2 Efecto de las limpiezas químicas

Tras observar el efecto de las limpiezas químicas se puede advertir una gran recuperación en la capacidad de filtración de las membranas, en los casos de estudios de las líneas de permeado B-1 y B-2 inferior la presión transmembránica llega a reducirse del orden de 50 mbar. En el caso de estudio de la línea B-4 inferior se observa que la presión transmembránica se mantiene, aunque los caudales de filtración han sido aumentados en 4 m3/h.

La previsión de limpiezas químicas en la planta es de una limpieza cada 3 - 4 meses de una misma línea, en función del grado de ensuciamiento observado. Según las observaciones realizadas esta metodología de operación es correcta, ya que el intervalo de tiempo

η = 9 ‒ 8,93·10-4·SS + 2,56·10-8·SS2



mencionado es a partir del cual se hace necesaria una eliminación de la suciedad acumulada en las membranas.

10.3 Flujo crítico

La planta opera a flujos inferiores del crítico, por lo que existe un margen de maniobra importante para optimizar el proceso. Un aumento de los caudales de filtración para alcanzar valores de flujo cercanos al crítico podría llegar a suponer un ahorro aproximado de 15.000 €/año. Es decir, un ahorro total de 1,86% de los costes de explotación anuales.

11. Recomendaciones

Tras todos los estudios realizados, la experiencia previa obtenida del proceso en la planta y las conclusiones a las que se ha llegado, se recomienda considerar los siguientes aspectos a la empresa explotadora de la EDAR Arenales del Sol:

Mantener las concentraciones de MLSS al nivel más bajo al que sea posible para mejorar el rendimiento de la transferencia de oxígeno en el reactor biológico.

Realizar un control más exhaustivo de los tiempos de limpieza química de las membranas. Utilizando un temporizador para ello y anotando exactamente los tiempos de tratamiento.

Realizar pequeñas variaciones en los tiempos de aplicación de las limpiezas químicas para estudiar su eficacia.

Ampliar paulatinamente los caudales de las líneas de permeado hasta alcanzar valores de flujo crítico.

Realizar un nuevo estudio modificando los tiempos de marcha-paro y analizando la variación de la presión transmembránica durante el tiempo de filtración.

Analizar los datos obtenidos tras realizar dichas recomendaciones utilizando la misma metodología que en el presente estudio.

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